随着海洋强国战略的提出,我国对海洋领域的开发、利用、保护和管控力度迅速加大,将逐步提升我国在世界海洋领域的战略地位。对海洋环境状态参数包括温度、盐度、深度、流速等进行监控测量,是海洋军事活动和海洋开发过程中重要的信息来源与保障。光纤传感器因具有体积小、质量轻、复用能力强、可远距离传感、抗电磁干扰等诸多优势,近年来在海洋传感应用领域备受人们的关注;法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)干涉光纤传感器是光纤传感器的一个重要分支,其紧凑的传感器结构有助于实现高空间分辨率的检测。针对海洋传感多参量、大动态范围、高分辨率测量等应用需求,本论文重点研究了基于硅基微结构的FP干涉光纤传感技术。本论文以光纤FP干涉为理论基础,以微机电系统(Micro-electro-mechanical systems,MEMS)中的刻蚀技术为技术手段,制作硅基微结构FP干涉光纤传感器主体结构,结合硅材料优势和光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)温度传感特性,研究了硅基微结构FP干涉多参量光纤传感技术、大动态范围FBG辅助波峰精确识别的温度传感技术、基于欧姆加热原理的高分辨率FP干涉光纤电流传感器等多种光纤传感技术,并在传感器结构设计、参量解调、功能优化等方面进行了深入研究。论文的主要工作如下:1.针对多参量传感应用需求,设计并实现了基于空心硅基微结构的FP干涉多参量光纤传感技术方案。建立硅基微结构FP干涉光纤传感理论模型,为硅基微结构FP干涉光纤传感器设计奠定理论基础;基于MEMS微加工技术,设计了空芯硅基微结构,并结合多芯光纤及其扇出器件的多路信息传输优势,提出了基于多芯光纤的空芯硅基微结构FP干涉多参量光纤传感技术方案。在该方案的基础上,设计并实现了一种基于紫外固化胶填充的温度/压强传感器,实验结果表明,该传感器可用于温度、压强同时测量,证明了空芯硅基微结构FP干涉多参量光纤传感技术方案的可行性。2.为解决FP干涉型光纤传感器在波长解调过程中的相位模糊问题,设计并实现了FBG辅助波峰精确识别的硅基微结构FP干涉光纤温度传感器。该传感技术方案利用FBG绝对测量特性,实现了 FP干涉型光纤传感器正弦型光谱的波长精确解调,同时保留了硅基微结构FP干涉光纤温度传感器高灵敏度、高分辨率优势。实验结果表明,该传感器设计可以将硅基微结构FP干涉光纤传感器的温度测量范围提高到200℃,是该FP干涉光纤传感器原始温度测量范围的4倍以上,传感器温度分辨率可达3.3mK,是FBG温度分辨率的六分之一。3.利用欧姆加热(Ohmic heating)原理,设计并制备了空气微腔FP干涉光纤电流传感器。通过热交换守恒和集总参数模型,在理论上推导了该传感器的干涉波长与电流的关系。根据金属锡的低电阻特性,将金属锡制备成球形并插入金属导线,使其同时作为电流导通元件和热转换元件。对传感器的温度和电流传感特性进行研究,实验结果表明,空气微腔长度越短,传感灵敏度越高。通过热应力分析方法,从理论上分析了传感灵敏度随FP腔腔长变化的原因。4.为满足高分辨率电流测量应用需求,将金属锡球和硅基微结构FP干涉光纤传感器相结合,设计并实现了基于硅基微结构的FP干涉光纤电流传感器。为了解决基于欧姆加热原理的电流传感器普遍存在的温度交叉敏感问题,提出了利用FBG对传感器进行温度补偿,研究了 FBG对该电流传感器的温度补偿效果;对比分析了在FBG温度补偿条件下和无温度补偿条件下传感器电流分辨率的差别;在电流为0.3A时,温度补偿条件下,电流分辨率可达1.26×10-3A。最后,对本文的内容进行了总结和创新点描述,并对未来将要开展的工作进行了展望。