随着光纤制作工艺的提高及光纤传感技术进步,可以用于测量多个参量的光纤传感器得到快速发展。位移量和形变量作为重要的测量参量,在科学研究中起着举足轻重的作用。利用光纤传感的调制和解调技术,在减少对待测量产生影响的情况下,极大程度的提高了光纤传感器的灵敏度。由于光纤传感器逐步产业化,生产成本有效降低,适合推广到实际应用中。在航天航空领域,迫切需要可以高精度地测量气压的新型传感器来提供高空的大气数据;同时在海拔较高的地点,我们也需要较为精确的测量气压推导出海拔高度。在工业生产领域,恶劣的环境(强腐蚀、强干扰)也需要对生产的气压的压力进行高精度的测量。在上述这些极端条件下,传统的电子传感器无法满足生产生活的需求,此时,光纤传感技术走进人们研究视线之内。与传统的测量传感的相比,光纤的传光性能优良,对于光波的损耗小,带宽比微波高5个数量级。对于压力和位移的检测是目前光线传感器应用最多的方向,其中反射式强度型的光纤传感器由于可以实现非接触式测量,而且设计制造成本低,所以在此领域的应用最广。本课题来源于取代空速管等传统电子传感器在测量气压方向的作用,通过设计两种不同材料的反射面结构,基于高斯分布的出射光场分布模型,模拟出不同结构的光纤气压传感器的参数对输出光强的影响。本文的主要内容是:(1)介绍了光纤传感技术的发展历程和各类光纤传感器及特点,阐述了课题的研究背景和意义,明确分析出下文的研究方向。随后介绍了本文设计的两种的光纤传感器的基本结构和工作原理,介绍了光纤出射的光场分布模型,并根据高斯分布模型对光纤的输出光强进行推导。(2)完成了对位移式反射面的光纤气压传感器的设计,采用的是刚性材料的反射面。当壳体内外压强差发生变化,刚性材料的反射面与光纤纤端的距离会发生变化,从而接收光纤的光强的会发生变化。利用高斯分布模型对反射光锥进行处理。研究了此结构的光纤气压传感器的输出特性参数及各项参数对输出特征函数的影响。(3)对形变式反射面的光纤气压传感器的结构进行了设计,其采用的是弹性材料的反射面。分析压强与膜片中心形变量的关系,并分析了当膜片两侧压强的不同导致膜片发生不同的凹凸形变时,对反射光锥半径的影响,并根据不同反射光锥半径对两种不同的情况进行仿真分析,得到各项参数对输出特性的影响。(4)分析了系统的扰动因素,增加了一根接收光纤来对系统进行优化。从而降低了光源和反射面特性对系统的影响。,确定了采用等芯不等间距的结构来对光纤气压传感器的光强扰动和线性区间进行补偿。并分析了接收光纤的间距差与出射光纤的数值孔径对其的影响。本文的关键技术是针对光纤气压传感的输出光强进行计算分析,得到各个参数对系统输出光强的影响。然后对于光强扰动的因素进行补偿,并对补偿结构进行分析,确定了最优化的结构。本文全面、细致地介绍反射式光强调制型光纤气压传感器的原理结构,研究了采用刚性材料和弹性材料的光纤气压传感器的输出特性,对气压的测量提出了很好的解决方案,具有一定的研究意义和价值。