基于多模干涉原理的光纤传感器在近几年迅速发展,较之传统光纤传感器件,其结构简单、设计灵活、灵敏度高、可研究范围广等诸多优势,使之在众多领域得到广泛应用。本文主要研究了一种新型的基于多模干涉的空心光纤折射率传感器。文中首先介绍了此种传感器的基本理论,即多模干涉原理、倏逝波理论。接着给出空心光纤光场分布及传感原理。由于理论模型无法得到光纤内部光场分布的精确解析解,故使用BPM数值模拟的方法进行了分析实验。当最后进行实验时,即进行了外界溶液折射率的测量,又检测了温度对本系统的影响及不同物质溶液的情况。本文的工作内容和创新点在于:(1)通过研究空心光纤中光传播、衰减情况,给出空心光纤进行溶液折射率传感理论依据,从理论上验证了应用此种结构与折射率传感的可行性。(2)从多模干涉原理出发,创新性地提出单模光纤+多模光纤+空心光纤+多模光纤+单模光纤(即SMHMS)结构光纤折射率传感器。这种结构的光纤传感器以空心光纤中的多模干涉作为基础,通过外界溶液折射率的变化,影响了空心光纤的倏逝波,从而引起多模干涉情况的改变,使得光波能量重新分配,进而起到折射率传感的作用。空心光纤取代了以往的光子晶体光纤,使得传感器制作工艺简化,成本大幅下降,为折射率传感领域注入了新的活力。(3)利用BPM软件完成对SMHMS结构光纤折射率传感器的数值模拟,直观的给出光纤中光场的分布情况,确定了可以进行溶液折射率测量的光纤结构。为接下来的实验奠定了基础。(4)进行实验,充分验证了理论分析及数值模拟的正确性。同时进行了温度传感和系统稳定性、灵敏度等特性的分析,确保研究的完备性。接下来对同一折射率下不同物质溶液的测量及分析,完善了传感器功能,为以后的研究提供了坚实的基础。