随着社会的发展和科技的进步,基于马赫-曾德尔干涉(Mach-Zehnder Interference,MZI)的光纤传感器在许多领域发挥了巨大的作用,例如军事、国防、航天航空等。由于其具有结构小巧、耐腐蚀、抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高等优点,能够取代人工在许多特殊的场合完成任务,已经成为研究人员的热点。光子晶体光纤(Photonic crystal fiber,PCF)是一种新型的特种光纤,具有异于普通光纤的组成结构和许多优异的特性,在纳米光子学领域受到了广泛的关注,相比于一些传统的物理传感器,将光子晶体光纤拉锥后可以改变光纤的内部组成结构以及传感特性,在光纤传感中表现出更好的特性并提高其灵敏度。因此,本文设计了一种基于光子晶体光纤的双锥形马赫-曾德尔干涉仪并将仿真与实验相结合研究其传感特性。具体研究内容如下:本文设计了一种基于光子晶体光纤的双锥形马赫-曾德尔干涉仪,是一种将一段光子晶体光纤两端熔接于两段标准单模光纤中间,并分别对两处熔接点进行拉锥后制成的光纤传感器。利用FDTD Solutions光学仿真软件对传感器进行物理结构仿真建模,研究了拉锥区域的锥径、长度以及光子晶体光纤长度等参数对传感器性能的影响,得到了最优化的传感器结构。通过仿真探究了基于光子晶体光纤的双锥形马赫-曾德尔干涉仪的折射率传感特性和温度传感特性,得出其理论灵敏度为95.906nm/RIU,且该传感器对温度不敏感,性能受温度串扰较小。研究了基于光子晶体光纤的双锥形马赫-曾德尔干涉仪的制作工艺流程,分别制作出了两个干涉臂长度不同的马赫-曾德尔干涉仪,创建实验测试系统对其进行传感性能测试,对传感器进行了在不同浓度甘油溶液中的实验测量并探讨了其传感特性,测得所制作的PCF长度为2.8㎝和4㎝的传感器的灵敏度分别为88.5nm/RIU和121.95nm/RIU,对比分析可知PCF长度越长,传感器的灵敏度越高,性能越好。