随着光纤传感技术的发展,光纤传感器已被成功应用于石油化工、冶金和航空航天等重大工程领域中多种物理量的测量,在这些领域中,实现温度精准快速测量是近年来的一个热点研究问题。干涉型光纤传感器如马赫-曾德尔(M-Z)光纤传感器、Michelson光纤传感器和光纤F-P腔传感器,以其体积小、抗电磁干扰强、抵抗复杂环境能力强和干涉精度高等特点已成为热门研究对象。目前,制备光纤F-P腔传感器传感探头的材料多为石英玻璃、单模石英光纤、纯硅芯光纤和光子晶体光纤等,相比于上述材料,聚合物材料具有更高的热膨胀系数,对温度更为敏感,透光性能和光敏特性更好,传输损耗更低,而且耐腐蚀性更好,机械强度更高,本文设计并制备了一种聚酰亚胺光纤F-P腔温度传感探头,并对其多峰反射传感信号干涉光谱的波长寻峰算法进行研究,主要开展以下三方面工作:(1)通过理论原理分析了F-P腔面反射率、反射腔面倾斜角度和腔长尺寸对反射信号光谱的影响,设计了一种腔长和腔深尺寸分别为25μm和55μm的非本征型F-P腔传感探头结构,该尺寸的F-P腔反射信号具有明显的干涉光谱。(2)探究了腔长方向进给量、腔深方向进给量和飞秒激光功率等工艺参数对F-P腔加工尺寸的影响,根据加工尺寸和设计尺寸的误差确定加工工艺参数:光斑直径大小为4μm,加工速度为5mm/s,激光加工功率为45m W,腔长方向进给量为3μm,加工次数为10次,腔深方向进给量为5μm,加工次数为5次,累进加工次数为50次;采用飞秒激光分别制备了腔长尺寸和腔深尺寸分别为25.66μm和55.8μm的聚酰亚胺光纤和单模石英光纤的F-P腔传感探头,对比分析了两种传感探头的信号光谱和温度灵敏度,实验结果表明聚酰亚胺光纤F-P腔干涉效果更明显,具有更高质量的反射传感信号干涉光谱,在20℃～80℃的温度环境中,单模石英光纤F-P腔传感探头的温度灵敏度为2.56pm/℃,聚酰亚胺光纤F-P腔传感探头的温度灵敏度为4.42pm/℃,因此,聚酰亚胺光纤F-P腔传感探头具有更高的温度灵敏度,温度传感性能更优。(3)对比分析了光纤布拉格光栅(FBG)反射传感信号和F-P腔反射传感信号光谱的特点差异,针对传统的FBG传感信号光谱波长寻峰算法不能适用于多峰信号光谱寻峰的问题,根据F-P腔反射传感信号干涉光谱的特点,提出了一种多峰波长寻峰算法,通过仿真测试得到算法的平均寻峰误差为3.2pm;通过实验测试得到:在30.7℃的恒温条件下,多峰算法的平均误差为3.7pm,直接寻峰算法的平均误差为12.1pm,蒙特卡洛算法的平均误差为5.2pm,高斯拟合算法的平均误差为4.1pm;在20℃～80℃的变温条件下,多峰算法的平均寻峰误差为4.3pm,直接寻峰算法的平均误差为13.2pm,蒙特卡洛算法的平均误差为6.5pm,高斯拟合算法的平均误差为4.7pm,由此可见,在相同的测试条件下,多峰寻峰算法均具有更低的寻峰误差。