光纤传感凭借其良好的抗电磁干扰能力和结构简单等优点,在航空航天、石油化工等领域应用广泛。然而光纤传感技术也有一定的不足之处,例如灵敏度容易受光源波动、吸收距离等影响,因此研究新型光纤传感器具有重要意义。腔衰荡光谱技术最初用于测量高反射系数反射镜的反射率,利用光在谐振腔的往返传播,增加了吸收长度进而提高系统的灵敏度。光纤环腔衰荡光谱技术将光纤与腔衰荡光谱技术相结合,采用光纤作为光传输介质,用光纤环取代高反射镜组成谐振腔,兼具了光纤和腔衰荡光谱技术的优势,具有不受光源波动影响,灵敏度高,搭建简单等优点。对于光纤环腔衰荡系统而言,输出的衰荡峰数目直接影响着最终测量结果的精确性,为了尽可能多地增加衰荡峰数目,研究人员引入了掺铒光纤放大器来抵消一部分系统内固有损耗,普遍采用的做法是将掺铒光纤放大器接入环形腔内,但腔内放大的方式会受增益功率波动影响,存在过度增益和噪声干扰等现象。本论文尝试以外接掺铒光纤放大器的形式对系统进行一定程度的简化,并探究此种情况下光纤传感器的灵敏度等问题。本论文主要将光纤环腔衰荡光谱技术应用于液体折射率和光纤弯曲的测量。主要研究内容包括:(1)阐述了光纤环腔衰荡光谱技术原理。介绍了光纤腔衰荡光谱技术的发展历程、基本原理以及结构分类等,分析了光纤环腔衰荡光谱技术的优势,并重点强调了光纤环腔衰荡光谱技术中的主要物理参量—衰荡时间。(2)搭建用于实验的光纤环腔衰荡系统。解决了系统器件的参数选择问题,确定光纤环腔中耦合器分光比为1:99,脉冲信号频率设定为4.49k Hz,占空比为1%,环形腔长度为1160米时系统处于最佳工作状态。(3)结合倏逝波吸收的原理设计制作了光纤环腔衰荡折射率传感器,并对其进行测试。实验结果表明折射率在1.332至1.363之间时,系统衰荡时间与折射率具有良好的线性关系。所设计的传感器灵敏度为50.205μs/RI,分辨率为1.22E-2RI,系统稳定性为0.381%,重复误差为3.89%。(4)利用光纤环腔衰荡系统对单模光纤弯曲问题进行了研究。将单模光纤缠绕成光纤环的形式,研究了衰荡时间和光纤环直径的关系,实验表明在光纤环弯曲直径在13mm—21mm之间两者呈线性关系,通过衰荡时间标定的光纤环直径误差在2.01%以内。