磁场测量技术已经在电力工业、航空航天、国防军事和生物医学等领域有着广泛的需求。与传统的电学传感器相比，光纤传感器因体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等优势使其成为传感领域的热门课题。而纳米磁流体作为一种新型磁敏感材料，在外磁场作用时具有一些良好的光学特性，如光学透射特性、双折射效应等。基于以上两者的结合，可以研制出多种基于磁流体的光纤磁场传感器件。本文先利用飞秒激光微加工技术制备了一种光纤磁流体薄膜，并在磁场作用下对其透光特性进行了研究。然后从提高磁场测量灵敏度和测量精度两方面出发，结合磁流体的双折射效应，研制了一种基于磁流体的光纤Sagnac干涉磁场传感器和一种基于磁流体的光纤激光磁场传感器。本文主要内容如下：
　　①利用飞秒激光技术，通过设定自定义的激光扫描路径，选择最优加工参数在单模光纤上刻蚀出承载磁流体的微通道进而制备磁流体薄膜。理论分析了有、无外部磁场、不同外磁场三种情况下磁流体的微观结构，并通过实验研究了光以垂直磁场方向入射到磁流体薄膜的透光特性。实验结果表明磁场强度从0mT逐渐增大至40.51mT时，光强度变化幅度大约在6.12dB，在0～11.34mT间光强变化基本呈线性趋势且最优灵敏度可达0.4818dB/mT，线性度为99.612％。因此，该光纤磁流体薄膜可作为一种良好的磁控可调光衰减器件，此外，我们还对该器件的可行性进行了验证。
　　②实验上研制了一种基于磁流体的光纤Sagnac干涉磁场传感器。将磁流体的双折射效应与光纤Sagnac干涉仪结合，并在干涉环内引入一定长度保偏光纤（Polarization Maintaining Fiber，PMF）使其传输光谱在光谱仪上“可见”，通过外加磁场改变磁流体的双折射系数从而使光谱发生漂移，进而探测磁场。理论证明可以进一步通过适当缩短保偏光纤的长度或增加磁流体薄膜的厚度来提高传感器的灵敏度。实验结果表明PMF长度为100cm时，光纤磁流体薄膜在0～160.07mT的磁场范围内，传输光谱会向长波长方向发生漂移，共漂移了0.36nm。其中，在0～11.57mT的磁场范围内，波长漂移量随磁场的增强而线性增加，磁场传感灵敏度为20.72pm/mT，而在11.57mT之后波长也会继续漂移直至饱和，只是变化趋势不再呈线性；PMF长度为55cm时，磁流体薄膜在0～11.56mT的磁场范围内灵敏度为43.48pm/mT，线性度为98.792％；PMF长度为9cm时，磁流体薄膜在0～11.31mT的磁场范围内灵敏度为106.93pm/mT，线性度为98.768％。
　　③实验上研制了一种基于磁流体的光纤激光磁场传感器。将磁流体的双折射效应与光纤激光器结合，并在激光腔内引入一段相移光栅进行选模，通过外加磁场激发磁流体的双折射效应从而影响腔内总双折射的变化，使偏振模式拍频发生漂移，进而探测磁场。实验结果表明，磁流体薄膜在0～10.34mT的磁场范围内，磁场灵敏度达到10.016KHz/mT，线性度为98.954％。此外，由于选择的偏振模式拍频信噪比较高使该传感器具备了较高的测量精度。