光纤传感是光纤光学的重要研究领域。光纤传感器与传统传感器相比具有灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,能够实现传统传感器难以测量的目标。常用的光纤传感器有Michelson和Mach-Zehnder两种类型,但因其均为双光路结构,对两根光纤的长度以及外界环境要求非常高,工业生产难度大。特种光纤的出现使得这两种双臂结构的干涉仪能够集成到一根光纤中,提高了集成化程度也使得其应用更加广泛。后来,出现了结构更简单、抗干扰能力更强的基于模态干涉的传感器,利用拉锥、纤芯偏置熔接、纤芯直径不匹配的等方法能够构建模态干涉传感器。本文根据纤芯直径不匹配可以构建模态干涉仪的方法,提出了基于多模光纤和普通单模光纤的 SMSMS (Single-mode-Multimode-Single-mode-Multimode-Single-mode)结构的 Mach-Zehnder 干涉仪和 SMS (Single-mode-Multimode-Single-mode)结构的 Michelson干涉仪,传感单元均为单模光纤,其中SMSMS结构中的传感单元为两段多模光纤中间夹的去掉涂覆层的单模光纤,SMS结构中的传感单元为多模光纤之后的一段去掉涂覆层的单模光纤。我们首先用Beamprop软件进行仿真:分别对多模光纤内的光场分布及不同长度多模光纤与单模光纤耦合时激发的包层模分布进行了仿真分析。其次,我们制作了 SMSMS结构的Mach-Zehnder干涉仪和SMS结构的Michelson干涉仪;测量不同长度多模光纤的两种结构的干涉仪的空气谱特性曲线,并对其进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),得到其对应的频谱曲线;分析了干涉仪的温度和折射率的传感原理;搭建了实验光路,并对不同参数的两种结构的温度特性与折射率特性进行了大量的实验,得到不同长度的多模光纤对温度和折射率灵敏度的不同响应。从实验结果可知,这两种结构的干涉仪具有良好的温度响应;不同长度的多模光纤,对应的折射率响应不一致,且出现符号反转的现象。