在光纤通信技术发展的同时,光纤的另一方面应用技术——光纤传感技术也得到了高度的重视。近年来,光纤在化学传感方面的应用(光纤化学传感器)和研究越来越受到研究人员和学者们的关注。这种传感技术主要是以光纤为敏感化学物质的载体和传感的媒介,并将光源发出的光与敏感化学物质相互作用,通过探测接收到的光物理量(强度、波长、偏振态等)的变化来感知外界物理量(压力、温度、pH值等)的变化。该技术不仅抗电磁干扰,耐腐蚀,灵敏度高,而且功耗小,造价低,应用过程中也较为安全可靠。　　目前,随着光纤传感技术的高速发展,通信用的通用单模、多模光纤已无法满足多数光纤传感技术的研究与应用场合。故在原有光导纤维的技术基础上,对通用光纤的波导结构、组成材料等方面进行了改进,使其满足一些特殊场合的应用需求,凡是结构或制备工艺上有别于常规通信的光导纤维,都可称之为特种光纤。本论文所讨论的内容是对一种环形波导、中部孔洞结构的特种光纤——毛细管光纤(Capillary Optical Fiber,简称COF)在化学传感领域应用的初步研究。　　COF的中部空气孔结构使得在其中进行化学修饰变得更加灵活和方便,因此利用该特殊结构对一些气体、液体进行化学检测时的样品需求量也大大降低。COF的另一结构特点是空气孔中的内壁为环形波导。当空气孔中内壁修饰的物质为折射率较低的物质时,可利用入射到波导层中的光所产生的倏逝波场与中部空气孔内壁所修饰的化学敏感膜相互作用,而中部空气孔可作为进样区域,因此,样品与敏感膜的作用可以通过接收到光物理量的变化来探测;当空气孔中充满透明、折射率较高的溶液时,大部分光在芯液中传播,这种情况下,COF可看作液芯光纤模式。　　总之,根据在COF空气孔中修饰物质的折射率与波导层折射率的大小关系可将COF制备成不同的传感体系,这说明了COF在传感器设计上的灵活性,以及在化学传感领域得潜在应用价值。本论文从三方面进行了实验:COF倏逝波场表征(通过对染料溶液浓度的检测表征倏逝波场)、COF微流氧气传感(光在内壁波导层中传输)、COF—液芯光纤温度传感(光大部分在芯液中传输)。通过这三方面的实验,针对COF波导层与中孔修饰物质折射率大小关系所对应的两种不同COF应用模式,设计和表征了COF的传感特性。