随着光纤传感技术日益成熟,基于模间干涉的光纤传感器以其简单结构、灵活设计、高灵敏、强环境适应能力等优势,逐渐成为研究的热点,在民用、医药、生产等领域中具有十分重要的研究意义和广阔的应用前景。本文基于模间干涉的原理,设计了结构新颖的干涉型光纤传感器,并分别从理论和实验两个方面分析了干涉的形成及对外界多参量的灵敏特性,主要研究内容如下:(1)基于模间干涉原理,设计了一种光纤锥结构级联多模光纤的双参量传感器。当外界环境变化时,纤芯模式和不同阶包层模式间干涉形成的干涉谷特征波长漂移量不同。选取两个干涉谷作为观测记录点,利用双波长矩阵,实现了温度、液位的同时测量。(2)利用设计的光纤锥级联多模光纤的传感器实现了对外界磁场强度的测量。将该传感结构浸没在磁流体环境中,利用磁流体的可调折射率特性,结合不同磁场强度下透射谱的变化,实现对磁场强度的测量。实验测得,在0-20mT的磁场强度范围内,特征波长随磁场强度的改变线性度良好。在0-12mT的磁场范围内,透射功率改变与磁场强度变化呈线性,在12-20mT范围内,透射功率变化逐渐减小,最后趋于稳定。(3)基于模间干涉仪和FBG的传感特性,提出了基于二者级联的双参量传感器。模间干涉部分是光纤锥级联球结构而成。当外界环境变化,利用干涉谷和FBG透射谷波长不同的漂移量,可实现温度及液位(折射率)的同时测量。实验结果表明波长漂移与外界参量改变呈良好的线性关系,并有较高的灵敏度特性。(4)将上述光纤锥级联球结构的干涉仪浸没在磁流体环境中,构造了磁场传感器。实验中分析了不同磁场强度下两个干涉谷的灵敏性,结果表明波长漂移量与磁场强度的变化有良好的线性关系。在0到12 mT的范围内,透射功率和外界磁场的变化呈线性。该传感器的波长和透射功率灵敏性都较高。