光纤传感器具有微型化、质量轻、抗电磁干扰、成本低和可实时在线检测的优点,这些优势使得光纤传感器在食品安全、物理量检测、化学量检测、生物量检测、航空航天以及军事装备中加以应用。表面等离激元共振（Surface plasmon resonance,SPR）传感器在生物检测领域具有独特的优势,而且,SPR传感器性能的提升能够为医疗生物检测提供强有力的工具。光纤SPR传感器传感性能的提升是一个主要研究内容。基于此,本课题从提高SPR传感器的性能出发,主要研究内容如下:（1）首先对当前光纤SPR传感器的研究现状进行了介绍,根据当前的发展和研究现状总结了当前SPR传感器增强灵敏度的几种方法,包括加入材料、变换结构以及结合其它新技术来改善传感性能。（2）从衰减全反射理论出发,介绍了表面等离子体波和倏逝波的概念,并研究了SPR现象的产生条件和光纤SPR传感器的传感机理。详细描述并构建了光纤SPR传感器的有限元模型,针对传感器的增敏方法介绍了多层膜反射矩阵法用于传感器的分析。基于传感区局域电场对传感器提高灵敏度的本质进行了相关研究。（3）对提出的无芯光纤传感器模型进行仿真,通过有限元法和传输矩阵法仿真优化了传感器的结构参数,优化结果得出50nm金膜厚度和10mm传感区长度为最优的传感器参数。通过软件模拟研究了传感器共振的机理以及传感所依据的本质。然后通过实验,制作了无芯光纤和单模光纤SPR传感器,搭建了实验系统进行折射率的实验测试。通过实验得到的两种传感器的灵敏度、半峰全宽以及传感器的品质因数。通过两种传感器的对比分析,两种传感器的灵敏度相差不大,无芯光纤作为传感区共振谱半峰全宽较窄,在传感中更具优势。（4）介绍了耦合增强机理,提出了一种基于金膜和金纳米壳的光纤SPR传感器。该传感器具有较小的半峰宽和较高的品质因数。采用有限元方法研究了不同内外径比的中空金纳米壳与金膜的耦合效应。模拟结果表明,金膜表面的SPR与金纳米壳表面的LSPR之间的耦合效应可以有效地提高传感区的电场强度。折射率传感实验表明,光纤/金膜/金纳米壳（AuNS（50/40））SPR传感器的灵敏度为3054nm/RIU,比光纤/金膜SPR传感器的灵敏度高945nm/RIU。（5）基于有限元方法,分析了金膜的SPR与无芯光纤表面金纳米双锥粒子的LSPR之间的耦合对电场的增强作用。实验结果表明,金纳米双锥粒子可以提高灵敏度。改进后的金纳米双锥粒子传感器灵敏度为3514nm/RIU,比传统金膜SPR传感器提高了 64%,品质因数提高了 24%。（6）提出了一种光纤/金膜/钛酸钡（BaTiO3）薄膜SPR传感器。利用金膜与BaTiO3薄膜之间的电荷转移提高灵敏度。有限元仿真了几种不同厚度钛酸钡涂层在金膜表面对传感器灵敏度的影响,传感器的模拟灵敏度在薄膜厚度为50nm是达到4700nm/RIU。有限元模拟结果表明,钛酸钡（10nm厚度）可以提高敏感区的电场强度。折射率实验结果表明,传感区涂覆10nm钛酸钡薄膜的传感器在低折射率范围内,光纤/金膜/BaTiO3膜SPR传感器的灵敏度为2543nm/RIU,比传统的金膜SPR传感器高495nm/RIU。在高折射率范围内,传感器的灵敏度可达6040nm/RIU。本文通过对光纤SPR传感器研究现状的介绍和增强灵敏度方法的总结,提出了几种性能良好的传感器。所提出的传感器在生物传感和低浓度生物量检测领域具有广阔的应用前景。