光纤传感器由于具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高等优势可用于各种复杂环境中,在近年来受到了广泛的关注。曲率传感技术被广泛应用于建筑结构健康监测、智能结构弯曲角度测量等领域,弯曲曲率作为光纤的重要光学参数,也是光纤传感器的一个重要检测内容。随着现有光传感技术的发展,降低曲率光纤传感器的产品成本、简化制造工艺等势在必行。塑料光纤以其易弯曲、可挠性好、易连接和易加工等优点在曲率传感技术中崭露头角。本文对各种曲率光纤传感器进行了研究,设计加工了一种新型的侧抛增敏型曲率光纤传感器,不仅制造简单、灵敏度高,而且搭建一个宏弯耦合系统,既可测量弯曲特性,也可以判别弯曲方向,扩展了该传感器的应用范围。本文的主要工作内容如下:(1)首先对曲率传感器的关键技术进行了详细的阐述,并基于光线理论和模式理论,进行了理论研究和仿真分析,研究了弯曲光纤中模式场分布对传输功率的影响,并详细分析了光纤在直弯过渡时的模式耦合特性,为侧抛增敏型曲率传感器的制作和实验研究奠定了基础。(2)然后提出一种新型的基于塑料多模光纤的侧抛增敏型曲率传感器,基于光线追迹法研究光纤弯曲时的光传输机制,分析了损耗影响因素和光传输损耗随曲率的变化关系,并通过实验验证了其用于曲率测量时相比于普通塑料曲率传感器的优点,该技术有望应用于液位检测、桥梁结构的形变检测等。(3)最后,利用单模光纤在弯曲时弯曲区域的光功率存在辐射损耗的效应,搭建一个新型的宏弯耦合系统,实现了普通单模光纤与所提出的新型的侧抛增敏型塑料光纤的功率耦合,通过实验测试了该系统的耦合特性和不同弯曲方向的灵敏度,结果显示该弯曲技术不仅可以判别弯曲方向,还可以用于光纤非破坏式光信号提取和非侵入式光纤窃听等,与现有技术相比,该方法结构简单,方便易行具有很好的应用前景。