折射率作为材料的重要光学参数，可以反映其浓度、纯度、温度和应力等性质和状态，因此折射率传感技术被广泛应用于食品科学、医学测量、生化分析、污染物监测等领域。光纤传感技术是折射率测量的一种主要手段，它具有抗电磁干扰、反应迅速、体积小巧、与现有光纤通信网络相兼容等优点。而随着光纤传感器研究的深入和应用范围的扩展，人们对光纤折射率传感器提出新的要求，如简化制造工艺、降低设备成本等等。因此，塑料光纤以其柔韧性好、成本低、可见光操作以及易于加工和连接等特性在折射率传感技术中引起关注，且具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本文以实现液体折射率的快速、高效、低成本检测为目的，提出了两种基于塑料光纤宏弯曲结构的折射率传感器，即一种是可实现微小型化的宏弯曲微/纳米塑料光纤折射率传感器，和另外一种可实现高灵敏、结构简单和价格低廉的侧抛宏弯曲塑料光纤折射率传感器。分别对这两种传感器件在恒定温度与温度变化（10~70°C）环境中的折射率传感特性进行了研究和分析，通过理论与实验优化了它们的结构参数，提高了传感特性。另外，对于温度变化对宏弯曲商用塑料光纤光信号的传输影响也进行了研究。得到的主要研究结果如下：用热拉伸法成功地将商用塑料光纤的直径由一毫米减小到几十微米的尺寸量级，从而制成了微/纳米塑料光纤。利用特定工艺将其制备成宏弯曲结构的折射率传感功能器件。采用光线追迹法理论优化了宏弯曲微/纳米塑料光纤折射率传感器的结构，并模拟仿真了它的折射率传感特性，理论结果与实验非常符合。研究得到了决定该传感器折射率传感性能的结构参数R/ρ，即微/纳米塑料光纤的宏弯曲曲率半径与光纤自身半径的比值。当R/ρ=20时，传感器的传感特性最好，在1.33~1.45的折射率测量范围内、其灵敏度达到50dB/RIU的最佳值，并呈现良好的线性传感响应。传感器探头的长宽尺寸为（2×1）mm2左右，实现了器件的微小型化要求。研究了宏弯曲微/纳米塑料光纤折射率传感器的温度依赖特性，理论与实验具有很好的符合。将传感器置于温度变化的环境中，发现折射率和温度变化对传感器宏弯曲损耗的影响是在同一数量级上，成功分离出传感器自身的温度依赖损耗。给出了单位温度下该传感器的折射率测量偏差及温度修正方法。将侧抛与宏弯曲结构相结合，制备了侧抛宏弯曲塑料光纤折射率传感器。采用热定型工艺解决了该类型传感探头在宏弯曲半径较小和侧抛深度较大的情况下机械强度变差的问题。通过实验，对侧抛宏弯曲塑料传感探头进行了结构优化。研究发现，不仅宏弯曲曲率半径和侧抛磨深度对传感器的性能产生影响，侧抛位置在其中也起非常重要的作用。当曲率半径为5mm、侧抛深度为500m、以及侧抛磨位置为60°时，该传感器处于最优化结构，此时其灵敏度达到最大值154dB/RIU，并且表现出良好的线性传感响应。在温度变化的环境中，研究了侧抛宏弯曲塑料光纤折射率传感器的温度依赖特性。成功去除待测液体热光效应引起的测量值变化，得到了温度对传感器折射率测量偏差的影响，并给出了传感器温度依赖偏差的修正方法。研究发现，对于侧抛型宏弯曲塑料光纤存在一种温度不敏感环境物质，当光纤被这种物质包覆后，其传输特性不受温度影响，该现象可在其他传感领域得到潜在的应用。最后，实验研究了宏弯曲商用塑料光纤的温度依赖特性。发现，当塑料光纤曲率半径小于20mm时，温度影响将随着缠绕匝数的增加而提高，最高可达0.011dB/°C；当曲率半径大于25mm时，温度变化对传输损耗影响较小，小于0.002dB/°C，且温度对不同缠绕匝数光纤的影响趋于一致。结果指出，为减小温度对传输损耗的影响，塑料光纤的缠绕曲率半径应大于25mm。