光纤传感器采用光信号作为传输载体,通常用于感测物理参数,例如温度、机械应变、振动、压力、加速度和旋转等物理量,但它们对化学或生物化合物并不敏感。传统的光纤湿度传感器大多使用在纤维表面上施加高分子湿度敏感材料以进行湿度感测的方法。然而,常见的光纤传感器表现出生物不相容性并限制了体内生物传感的发展。近年来,自然界中的许多生物材料的例子表现出优于合成材料的结构和性能,为以后的湿度传感器研究发展提供了湿度敏感材料的新选择。蜘蛛丝作为一种天然生物材料,具有良好的生物相容性,生物可吸收性,生物降解性,柔韧性和抗拉性,并且比合成聚合物具有更低的生态足迹。蛛丝纤维通过可逆氢键结合在一起,可通过极性溶剂修饰,是检测水分子、酸、碱等物质的理想选择。本文提出了一种结合蜘蛛牵引丝和SMS(Single mode-Multimode-Single mode)型光纤结构的湿度测量传感装置,传感装置使用蜘蛛牵引丝作为湿度敏感材料,并将其按固定周期螺旋卷绕在光纤的表面。基于蜘蛛牵引丝的光导特性,光纤纤芯中传输的某些模式光会耦合进入蛛丝包层并损耗到外界环境中,我们通过这种方式在传感结构出射光谱中构建了特征明显的表征损耗量的波谷。当环境相对湿度改变时,蛛丝蛋白与水分子结合导致其直径和有效折射率变化,最终导致特征波谷的改变。实验结果表明,当相对湿度从33%变为95%时,所提出的传感结构对湿度变化的灵敏度为1.117 nm/%RH。结合蜘蛛牵引丝,这种湿度传感器结构简单,制作容易,响应快,灵敏度高,环保,本文方法可用于测量环境湿度,并将蜘蛛丝作为湿度敏感材料应用于光纤传感领域。本课题对结合天然生物材料的光纤湿度传感器走向实用化有着重要的推动意义。与传统的光纤湿度传感结构相比,将蜘蛛牵引丝作为湿度敏感材料的传感结构有着很多显著的优势和发展潜力。这种结构不仅仅局限于传统的湿度敏感材料,还可以对光纤传感结构进行简化。将蜘蛛牵引丝作为湿度敏感材料,不仅仅可以轻易解决传统材料生物不相容性的问题,还可以使光纤湿度传感器同时具有高灵敏度、高响应速度的优点以及SMS结构传感器体积小巧、使用范围更加广泛、具有良好的抗干扰能力、高分辨率等优点。