近年来，氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜凭借其稳定高效的光热性能，受到科学家的广泛关注。但目前研究者大多重点关注其光热响应行为及使用场景，并未系统研究外界刺激的强弱和复合膜自身的尺寸大小对其响应性能的影响。本文采用旋涂的方法在制备的具有固定取向的液晶薄膜上涂覆一层氧化石墨烯，制备了具有不同液晶分子取向的氧化石墨烯/液晶弹性复合膜，可以实现红外光和温度的双重刺激响应，并对其进行了响应性能和形变规律的表征和分析。实验结果表明，氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜是一种红外-热响应型的复合膜，该复合膜由于裁剪方向的不同，会呈现2种不同的形变规律，以此为基础，研究了不同强度外场刺激下复合膜的响应特性，以及复合膜自身尺寸的不同对复合膜响应特性产生的影响。发现1型复合膜的响应性能主要受宽度影响，2型复合膜的响应性能主要受长度影响，为氧化石墨烯/液晶弹性体复合膜的应用提供了基础。使用该复合膜制备了仿生光热驱动器，证明了其在生物仿生领域的潜力。

设计基于钽基氢气传感薄膜的新型光纤氢气传感系统，采用本征具有3~4 nm平坦区域的放大自发辐射光源作为传感光源，利用相位掩模法在单模光纤中刻写中心波长位于光源平坦区域的高反射率光栅，采用磁控溅射方法在单模光纤端面沉积40 nm Ta_0.88Pd_0.12~10 nm Pd~6 nm Pt~40 nm PTFE多层纳米复合薄膜制备微反射镜型氢气传感探头。高反射光栅的反射峰强度（I₁）几乎不受氢气传感薄膜反射率影响，其峰值作为参考信号；高反射光栅附近的背底强度（I₂）受氢气传感薄膜反射率影响，其强度作为传感信号。通过高反射光栅的反射峰强度（I₁）与背底光强度（I₂）的比值监测氢气浓度，可以大幅提升系统信噪比。利用氮气作为载气对传感探头进行氢敏性能测试，实验结果表明传感探头具有较好的重复性和稳定性，并且在低浓度氢气下传感探头灵敏度较好。该传感探头具有在无氧环境下监测氢气浓度的潜力。

表面等离子体共振是一种免标记的传感技术, 当介质周围的介电常数发生改变时, 则SPR谐振光谱特性也会随之改变。 因此表面等离子体共振传感技术已广泛应用于生物化学和环境监测等领域。 由于二氧化钛(TiO₂)覆盖层不仅可以保护金属层, 还能调谐SPR谐振的光谱强度和谐振波长于近红外波段, 应用于1550 nm的光纤传感, 其氧化还原反应还能使其用于检测气体。 由于氢气易燃易爆性, 随着氢能源的广泛应用, 因此对低浓度氢气检测技术研究具有特殊的意义。 提出一种可更换银/二氧化钛复合膜的表面等离子共振的气体传感器, 研究了SPR传感器在1 550 nm近红外波段对气体的敏感特性。 研制了可更换银/二氧化钛复合膜的表面等离子共振(SPR)气体传感器。 研究了在近红外波段对气体的表面等离子体共振光谱特性。 仿真计算Kretschmann棱镜耦合的四层结构模型的共振光谱强度与银膜厚度, 二氧化钛厚度和棱镜材料的关系, 优化了Ag和TiO₂层的厚度以获得最大灵敏度, 得到的最佳膜厚是45 nm Ag和110 nm TiO₂。 Ag/TiO₂薄膜设计为可更换的一次性气敏膜, 采用蒸镀和溅射方法镀膜, 制备成本文所使用的 SPR传感器。 利用Ag/TiO₂薄膜在复合界面产生SP共振光谱的移动, 对气体进行测试。 采用Kretschmann棱镜耦合结构的光谱波长检测实验系统。 固定光源和入射角, 测量波长的偏移量。 宽光源(波长范围: 1 462~1 662 nm)通过环形器、 准直器, 照射到棱镜和可更换的Ag/TiO₂敏感膜, 经全反射(TIR)后, 再由高反射镜反射回传感膜, 并以相同的TIR角和光路再次反射回到准直器, 从而被光谱仪检测。 实验结果表明, Ag/TiO₂复合膜可以调谐共振波长到1 550 nm近红外波段, 增强该传感器的光谱灵敏度, 低浓度(14.7%~25%)氢气下的灵敏度可达-8.305 nm·%^-1。 并且可通过更换气敏膜检测不同的气体, 增加生物相容性和气体传感能力。