近年来,光纤传感器依靠着其相对于传统传感器的独特优势而备受关注,例如尺寸小重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、响应速度快以及化学和热稳定性高等等。作为其中最具有代表性的一员,法布里珀罗光纤传感器特别是基于压力敏感膜片的非本征型法布里珀罗光纤传感器已经被广泛应用于石油化工、电力系统、医学、环境监测、土木工程等诸多领域并取得了非常卓越的成就。伴随着光纤通信技术的发展以及新材料和相关加工工艺的不断完善,越来越多的材料被应用于光纤传感器薄膜的制备中,其中硅材料因其优异的机械、化学和热稳定性成为最为常用的材料之一,并且由于硅与玻璃之间的键合具有非常高的键合强度和相对简单的工艺步骤使得硅薄膜光纤传感器具有非常大的优势。现如今大量的超薄材料例如银薄膜、聚合物材料以及二维材料等也被应用于传感器的压力敏感薄膜制备中,依靠其材料本身较小的杨氏模量和非常薄的厚度可用于制备超高灵敏度的法布里珀罗光纤传感器。对光纤传感器光信号进行解调的方法依据其分析对象分为强度解调法、相位解调法、频率解调法等等,不同的解调方法都具有各自独特的优点以及劣势,在不同的应用领域以及商品化过程中常常根据自身的需求选择合适的传感器解调方法。截至目前为止法布里珀罗光纤传感器的研究大部分停留在实验室阶段,只有很少一部分的传感器得到了商业化应用,许多的核心技术和原理仍旧需要不断的实验探索,因此对于传感器的原理性研究是现阶段最为重要的一环。本文对于硅薄膜式法布里珀罗光纤传感器的压力以及温度测试性能从理论分析、有限元仿真、实验测试以及应用方面进行了深入的研究。论文的主要工作概括如下:1.法布里珀罗光纤传感器腔内干涉的有限元分析及压力实验测试采用COMSOL软件对传感器干涉腔进行二维建模并设定相关材料参数和边界条件,通过合适的网格划分对模型进行波长的参数化扫描得到传感器干涉腔内的能量场分布以及不同压力下的传感器反射光谱结果,并通过设定不同的硅薄膜厚度得到了 1-10微米硅薄膜厚度传感器样品的仿真压力灵敏度。在后续实验中对相同结构尺寸的传感器样品进行压力测试并与有限元仿真结果进行比对发现二者的吻合度较好,实现了通过有限元分析对传感器压力测试性能进行准确的设计和预测。2.硅薄膜热应力的分析与仿真及其对传感器温度测试性能的影响研究了传感器硅薄膜在阳极键合过程中由于高温冷却过程产生的热应力大小与键合温度以及冷却时间之间的关系,通过有限元仿真得到不同条件下的热应力以及热膨胀分布结果。之后通过将热膨胀模型引入干涉模型中得到了不同初始密封腔内气体压力(0.O1MPa、0.03MPa、0.04MPa、0.05MPa)传感器的温度仿真灵敏度分别为 0.032nm/℃、0.087nm/℃、0.107nm/℃和0.125nm/℃。在实验测试中对不同初始腔内压力的样品分别进行温度测试得到传感器温度测试灵敏度分别为0.037nm/℃、0.080nm/℃、0.104nm/℃和0.116nm/℃,从结果可以看出相对于理论分析来说有限元仿真得到的结果与实验值更为接近,温度灵敏度与线性度都可以较好地与实验结果吻合。3.传感器的压力与温度交叉测试系数校正以及应用研究对传感器进行不同温度下的压力测试并分别采用强度解调法以及相位解调法进行分析得到相应的压力与温度测试表达式和校正系数,实现了在仿真测试的小范围温度变化幅度内对体腔内压力的准确测量。设计和搭建了传感器配套的测试设备并对传感器硅薄膜的易损度进行超声测试分析得到了当硅薄膜厚度在7-8微米时既可以满足实际应用中对硅薄膜强度的要求又可以得到较高的测试灵敏度。最后对传感器进行了仿真环境下的压力梯度测试以及小范围变温压力测试并对传感器的生物兼容性问题进行了进一步的讨论和分析。