生化物质的检测和分析在科学研究、食品安全、医疗诊断和环境保护等方面具有重要的地位。近年来，基于表面等离子体共振效应传感器的研究成为生化材料检测领域的热点之一，尤其是对未标记的生化物质进行实时检测。金属填充光子晶体光纤(Metal-filled photonic crystal fiber, MPCF)集表面等离子体效应和光子晶体光纤灵活的结构设计于一体，为生化物质的检测和分析提供了新的思路。本文设计了两种可用于测量未知生化分析物折射率指数的金纳米层光子晶体光纤传感器，运用了基于有限元方法的COMSOL Multiphysics软件对所设计传感器的特性进行了分析和结构优化。论文主要内容如下：首先，综述了光子晶体光纤和表面等离子体共振器件的发展状况，分析了基于金属填充光子晶体光纤表面等离子体传感器的优点。其次，基于麦克斯韦电磁理论，给出了光子晶体光纤表面等离子体共振传感的基本原理与检测方法，分析了对光子晶体光纤进行选择性填充的方法。最后，设计了两种可进行自我校准的金纳米层光子晶体光纤传感器，一种是通过选择不同的光纤芯导模式进行自我校准，从而提高测量精度，所测液体折射率指数范围是1.33-1.45，传感器灵敏度有望达到10448.5nm/RIU；另一种光子晶体光纤传感器是通过选择不同的等离子体模式进行自我校准，实现高线性度与精确度测量，所测液体折射率指数范围为1.46-1.485与1.50-1.52，在不同折射率指数范围，该传感器灵敏度有望达到4354.3nm/RIU和4240nm/RIU。利用本文设计的基于表面等离子体共振效应的金纳米层光子晶体光纤传感器有望实现对未知生化液体进行实时的高灵敏度测量，进一步对基于MPCF的生化传感器的研发有望成为特种光纤领域的下一个研究热点。