随着工业化进程的快速发展,对易燃、易爆、有毒、有害等危险环境的监测是非常必要的。金属及金属氧化物具有制备简单、成本低并且可以安全有效地适用于高压、高温、腐蚀或者其它的恶劣环境中。所以,金属及金属氧化物传感器在各个行业和领域中都得到了广泛应用。将光纤传感技术和金属材料融合在一起,该结构不但具有光纤的体积小、灵敏度高、抗电磁干扰等优点,金属材料还可以提高传感器的灵敏度和选择性等响应特性。设计基于金属材料涂覆的光纤传感器结构成为研究的重点。本文将金属材料和光纤传感器相结合,以此增强光纤传感器对气体和折射率的检测灵敏度。首先,采用简单的水热法制备氧化铁（Fe₂O₃）纳米管材料和三氧化钨（WO₃）纳米棒材料。在实验中,可以通过控制反应物的质量、实验环境中的温度、反应时间的长短以及混合溶液的pH值等因素来制备不同形貌和不同成分的氧化物纳米材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等仪器对制备的金属氧化物材料进行成分分析和形貌观察。其次,通过火焰熔融拉锥技术制备光纤传感器,并将金属氧化物材料涂覆在光纤传感器的表面,对不同浓度的气体进行检测。结果表明:基于Fe₂O₃涂覆的光纤传感器结构对氨气分子具有良好的吸附性能,是未涂覆Fe₂O₃材料传感器检测灵敏度的11.80倍。在对甲醇、乙醇、丙酮等气体检测的对比下,该传感器对氨气具有明显的选择性。涂有WO₃纳米棒材料光纤结构的波长漂移量是未涂WO₃纳米棒材料光纤结构的54.10倍,该传感器具有良好的可回收性、选择性和重复性。因此,将金属氧化物材料和光纤传感器结构相结合可以大大提高传感器对氨气的响应特性,增强传感器的灵敏度和选择性。最后,利用有限元法仿真基于金属材料涂覆的光纤SPR传感器的折射率响应特性,优化传感器的参数,提高传感器的检测灵敏度。模拟结果表明:基于金膜和WO₃材料涂覆的抛磨光子晶体光纤SPR传感器结构,灵敏度最大可以到达11381.67 nm/RIU。基于椭圆分析孔的光纤SPR折射率传感器结构,传感器的最大灵敏度为6163.17 nm/RIU。综上所述,微光纤和金属材料结合能制备出具有灵敏性高、选择性强的光纤气体传感器。基于有限元法的光纤SPR折射率传感器模型,为实验研究提供了可靠的理论支撑。