氢气作为一种清洁、高效的能源被广泛应用于现代工业中。由于氢气易燃易爆,在其存储、运输和使用过程中存在较大的安全隐患,对氢气浓度快速可靠、安全的监测显得极其重要。光纤氢气传感器具备本征安全、集成度高、抗电磁干扰等优势,但是大部分光纤氢气传感器都存在灵敏度相对较低,温度交叉敏感度高等问题,极大制约了其实际应用前景。为此,本文从氢敏感膜材料着手,采用水热法合成了高氢敏性能的纳米片状Pt-WO3材料,然后基于Pt-WO3氢气敏感膜与光纤干涉仪的作用机制,设计并制备了两种干涉仪型氢气传感器,还利用飞秒激光微加工和光学游标效应对传感器进行了增敏。论文主要研究内容概括如下:（1）采用水热法合成了铂钨比为1:5、1:9和1:12的Pt-WO3纳米片,制备的纳米片厚度为30-40 nm,Pt纳米颗粒尺寸为10-20 nm且均匀地分布在WO3表面。结合标准光纤布拉格光栅（FBG）进行氢气响应测试,得到铂钨比为1:5的FBG在0-4%（vol%）氢气浓度范围内,氢气灵敏度最高为129 pm/%,且响应时间为76 s。（2）提出一种基于球形耦合的马赫曾德干涉仪（MZI）,该传感器由单模光纤和七芯光纤组成,通过光纤熔接机手动模式熔接形成球形耦合结构。为了使传感器进一步微型化,制备出结构紧凑、干涉效果更好的反射式MZI,并使用飞秒激光在七芯光纤表面加工出螺旋微槽结构。微结构可以沉积更多的Pt-WO3材料并对光纤包层有一定的减薄效果,使外圈纤芯将距离膜材料更近,折射率对周围环境的氢气浓度变化更加敏感,从而达到了有效的增敏效果。最后将一个FBG与光纤结构串联,实现了对传感器的温度交叉敏感度补偿。（3）采用高热光系数的异丙醇和平行连接结构,使基于Pt-WO3的法布里-珀罗氢气干涉仪灵敏度得到了大幅度提升。传感器的异丙醇腔由孔径126μm空心光纤和端面镀有银膜的单模光纤组成,结构紧凑且稳定。氢敏测试结果表明:干涉仪在0-2%（vol%）氢气浓度范围内的灵敏度为1.7464 nm/%,响应速度快,重复使用性好。将两个具有微小腔长差的干涉仪通过2×2的耦合器平行连接,利用光学游标效应实现灵敏度放大,组合后的传感器达到了15.7293 nm/%的高氢气灵敏度,并且两个干涉仪本身可以达到温度自补偿,大幅度降低了温度交叉灵敏度。这为制备灵敏度高、成本低、适用范围广的光纤氢气传感器提供了一种新的途径。