科技发展带动了光纤技术不断进步,光纤传感器的研究也越发受到重视。相较于其他类型传感器,光纤传感器具有灵敏度高、体积小、集成度高等优点,在前沿科技、生物检测等领域有着广泛的应用前景。本论文基于前人的研究背景,制备了基于微纳光纤的高性能光纤传感器,分别开展了基于二模微纳光纤（Tapered Two Mode Fiber,TTMF）的生物矿化监测传感器、基于磁性聚二甲基硅氧烷微球（Magnetorheological Polydimethylsiloxane,M-PDMS）的光纤磁场传感器以及基于PDMS集成二模微纳光纤的可穿戴形状传感器研究。研究内容如下:（1）基于二模微纳光纤的生物矿化监测传感器。借助TTMF的强倏逝场效应对D.acidovorans细菌“点水成金”过程实时监测。提出一种单模光纤-二模光纤-单模光纤（single mode-two mode-single mode fiber,STS）的光纤干涉仪结构,基于HE11和HE12模之间的模式干涉,通过干涉光谱的变化（波长、强度）,实现D.acidovorans细菌矿化过程的实时监测。为增强D.acidovorans细菌与裸TTMF的结合效率,对TTMF进行表面功能化处理。利用硅烷偶联剂（（3-aminopropyl）triethoxysilane,APTES）对TTMF进行预处理,之后将D.acidovorans细菌转移至TTMF外表面。为保证结构测试的稳定性,设计特殊的PDMS微流控样品槽,将STS结构集成在槽内,提高测试结果的准确性。当D.acidovorans细菌与测试环境中的水溶性金离子作用,改变光纤表面倏势场,引起STS输出透射谱发生变化,通过追踪透射光谱波谷（dip）点处的波长漂移量,实现对生物矿化的检测。实验结果表明:D.acidovorans细菌浓度为30μM和100μM Au3+时,对应的光谱漂移量分别为～8.4 nm和4.8 nm。（2）基于磁性聚二甲基硅氧烷微球的光纤磁场传感。借助自组装方法制备M-PDMS微球,同时结合微纳光纤进行传输光场的耦合,激发回音壁共振模式（Whispering Gallery Mode,WGM）,改变环境磁场强度,实时监测WGM光谱变化,实现磁场传感。M-PDMS微球的制备,将尺寸均匀的Mn3O4纳米晶体混入PDMS基体中,利用微纳光纤与PDMS基体结合并在锥腰区域获得微球链,形成PDMS微谐振器。实验结果表明,在1310 nm附近形成高Q值WGM光谱,Q=104。由于磁致伸缩效应,外加磁场的变化会引起PDMS微谐振器的机械变形,引起共振波长的偏移,实现微小磁场的高灵敏检测。（3）基于PDMS集成化TTMF的可穿戴形状传感器。利用TTMF结构的强倏势场特性以及PDMS柔性材料较大的热光系数,将PDMS与TTMF结合,实现温度、拉伸以及弯曲的高灵敏响应,灵敏度分别为1.4 nm/℃、20.6 nm/mm以及1.34 nm/m-1。该传感器可用于监测人体呼吸、手臂运动和体温等人体运动过程。