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光纤内开口微腔结构具有制备简单、易于溶液出入、易填充聚合物封装等优点而广泛应用于折射率、温度传感。在单多模级联结构内制备微腔结构能够形成高质量的马赫-泽德干涉仪(Maher Zehnder interferometer,简称MZI),具有灵敏度高、线性度好、结构紧凑等优点。此外,当单多模级联结构内多模光纤达到特定长度时,在光纤内能够形成模式干涉,利用飞秒激光诱导水击穿的方法在其内制备微腔结构,能够有效提高折射率灵敏度。提出并制备了一种单多模光纤级联结构内的MZI传感结构,应用于折射率、温度传感。首先,基于马赫-泽德干涉理论对单多模光纤级联结构内微腔结构的透射光谱进行计算仿真,理论研究了微腔尺寸及相对位置对透射光谱的影响,确定形成高质量干涉光谱的微腔最优参数。其次,基于微腔最优参数利用飞秒激光诱导水击穿法在未形成模式干涉的单多模级联结构内制备微腔结构,形成高质量MZ干涉。其透射光谱传输损耗为10d B、对比度达到35d B,对其进行折射率传感测试,在1.333-1.3367内,灵敏度为–10053.45nm/RIU,并其进行温度传感测试,空气中温度灵敏度为43.9pm/oC。通过将聚合物材料(RTVS901)填充到微腔内进行温度增敏封装,其温度灵敏度提高到5.6nm/oC。提出并制备了一种形成模式干涉的单多模光纤级联结构,并在其内制备单微腔、双微腔结构,提高其折射率传感灵敏度。首先,利用耦合波理论对形成模式干涉的单多模光纤级联结构的透射光谱进行计算仿真,分析了级联长度对透射光谱的影响。利用BPM-PROP分析了级联结构内单微腔和双微腔分别对透射光谱的影响,并理论研究了其折射率传感特性。其次,通过单多模光纤切割熔接的方法制备出形成模式干涉的单多模光纤级联结构,并对其进行折射率传感测试,灵敏度仅为51.88nm/RIU。然后,利用飞秒激光诱导水击穿法在该级联结构内制备单微腔、双微腔结构,其光谱形状未发生变化,但中心波长蓝移、对比度增大。并对其进行折射率传感测试,其灵敏度分别提高到–685.68nm/RIU、–2727.09nm/RIU。