提出并制备了一种基于法布里-珀罗干涉仪（FPI）和反共振（AR）效应的光纤温湿度传感器。将单模光纤（SMF）和端面固化了聚酰亚胺（PI）的带涂层无芯光纤（NCF）插入非封闭硅管两端构建FPI，利用具有相似光程的空气腔和空气-PI混合腔产生光谱叠加的游标效应，显著提高相对湿度检测灵敏度。NCF包层的光和部分折射进丙烯酸树脂涂层的光耦合形成AR，利用温度引起涂层折射率的改变导致AR非透射波长产生漂移，实现对温度的高灵敏度测量。实验结果表明：在10%~80%的相对湿度范围内，相对湿度灵敏度为510.25 pm/%；在26~35 ℃的温度范围内，温度灵敏度可达-4.48 nm/℃。该传感器具有成本低、灵敏度高的优点，在生物医学、健康监测等方面具有重要的应用价值。

结构健康监测、医疗诊断分析、气压检测以及**工程应用等领域对压力的高灵敏度探测要求越来越高。光纤传感器由于其体积小、灵敏度高及抗电磁干扰等优点被广泛应用于压力测量。针对石英材料的杨氏模量较高，传统实芯光纤压力传感器的受压变形量较小，导致测量灵敏度很难提高。文章提出了一种基于游标效应的双Sagnac干涉环式光纤压力传感器。传感器由保偏光子晶体光纤(Polarization Maintaining Fiber, PM-PCF)作为敏感单元实现Sagnac干涉并通过不同PCF长度实现针对压力增敏特性的游标效应。传感器分别采用在单模光纤中嵌入PM-PCF形成传感器的参考单元和压力敏感单元，并对Sagnac环的感压部分进行封装，通过实验对并联型Sagnac环压力传感器的压力特性进行研究。实验结果表明在压力范围为0~2.4MPa内，压力传感器最大灵敏度为-54.491nm/MPa，分辨率为0.367kPa。相比无游标效应的Sagnac环压力传感器，其压力灵敏度放大了16.7倍。此外，传感器具有制造简单、结构坚固、运行稳定的优点，为高灵敏度压力传感器提供了一种替代设计方案。

提出了一种少模光纤迈克尔孙干涉仪（MI）级联法布里-珀罗干涉仪（FPI）的游标增敏折射率传感器。少模光纤MI用作参考干涉仪，开放腔FPI作为传感干涉仪，解决了传统双FPI传感器的参考干涉仪制备复杂、可控性差的问题。仿真研究了单模-少模光纤错位量对少模光纤模式激发效率的影响，以及少模光纤长度对增敏倍数的影响。基于仿真优化参数制备了少模光纤MI-FPI传感器，并测试了其折射率响应特性，分析了增敏极限及限制因素。该传感器在1.3384~1.3412的折射率范围内的折射率灵敏度达到12466.956 nm/RIU（灵敏度单位），相对于无MI级联的单个FPI传感器提升了12.29倍，放大倍数可基于少模光纤长度灵活控制。该方法使传感器的增敏效果显著、增敏倍数可控、制备方法简单且光谱稳定性好，在折射率传感领域具有潜在的应用价值。

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）增敏的级联双腔温度传感器，该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成，且级联双腔的光程相近，从而干涉谱产生游标效应。此外，空气腔的两端均为PDMS，当温度增加时，空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气腔，大幅提高了空气腔的温度响应。在PDMS膨胀和游标效应的双重作用下，该传感器具有非常高的温度灵敏度。实验结果表明，在40~42 ℃范围内，传感器的温度灵敏度约为-20.55 nm /℃，相比单个PDMS腔提高了37倍。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好等优点，具有很好的应用前景。

提出一种基于夹层多模光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）与虚拟游标效应结合的高灵敏度温度传感器，进行了理论分析和实验验证。该光纤MZI是通过在两段1 mm长的阶跃型多模光纤之间拼接一段20 mm的渐变多模光纤制成，夹层多模光纤MZI作为游标效应的传感干涉仪，利用信号处理对该光纤MZI的干涉光谱进行变频得到参考干涉仪光谱，通过叠加传感干涉仪和参考干涉仪的波形实现虚拟游标光谱。实验结果表明，在40~100 ℃温度范围内，该传感系统的温度灵敏度为3.884 nm/℃，与单个夹层多模光纤MZI相比，灵敏度提高了37.346倍。与传统的光纤游标传感器相比，所提出的虚拟游标夹层多模光纤温度传感器具有灵敏度极高、尺寸紧凑、制作简单、成本低、结果更可靠等优点。

针对干涉型光纤传感器，提出一种利用虚拟干涉仪实现灵敏度可调控的光学游标增敏方法，并将其应用于光纤法布里-珀罗（FP）温度传感器的增敏测量中。通过将拉锥光纤插入封有UV胶的毛细管中制得所设计的温度传感器，利用UV胶在不同温度下的体积膨胀与收缩改变FP腔长，使其干涉谱发生漂移，从而实现温度测量。根据干涉公式得到虚拟干涉谱，该虚拟干涉谱与温度传感器干涉谱叠加后产生并联式光学游标效应，通过测量叠加谱包络的漂移实现温度的增敏测量。在分析游标增敏原理的基础上，通过改变双腔长度，对游标包络的放大情况进行了仿真，制备出温度传感器样品，通过实验实现了多种温度灵敏度的调控，验证了该增敏方法的可行性。该游标增敏方法避免了实体参考干涉仪引入的误差，且灵敏度调控更加灵活和准确，具有较好的应用前景。

针对应用高阶谐波游标效应时出现的内包络消失、外包络可见度低等问题，从理论分析和实验探索两方面出发，得出了降低传感腔和参考腔的光强差异可以提高光谱质量的结论。此外，通过合理设计优化传感腔与参考腔的腔长、折射率等影响游标放大倍数的参数，在实验上采用平行结构的法布里-珀罗干涉仪制成了一阶谐波游标效应的光纤气压传感器，不仅获得了高对比度的游标干涉光谱，还在10~190 kPa气压范围内，实现了152 pm/kPa的气压灵敏度，线性度高达99%，对应的放大倍数可达到35.3。

提出并制备了一种基于游标效应的高灵敏度光纤马赫-曾德尔应变传感器。该传感器由两个自由光谱范围相近的马赫-曾德尔干涉仪并联构成。其中单个马赫-曾德尔干涉仪是由一段无芯光纤和一段少模光纤拼接在两根单模光纤之间制成的。两个马赫-曾德尔干涉仪的自由光谱范围相近而不相等, 并联叠加后产生游标效应, 达到增敏的效果。实验结果表明, 在0~166.667με的应变范围内, 单个干涉仪的应变灵敏度为-1.90pm/με, 两个干涉仪并联叠加谱包络的应变灵敏度为12.06pm/με。该传感系统采用并联方式实现游标效应, 具有制作简单、灵活性高、灵敏度高等优点, 可广泛应用于精密测量领域。