光纤传感器被广泛用于环境温度、压力、振动、p H、浓度等参量的测量。基于马赫-曾德干涉原理的锥形光纤传感器（Tapered Optical Fiber Sensor）常被用于检测环境溶液浓度的变化,其传感原理是环境液体浓度的改变会引起锥形光纤传感器中包层模有效折射率的变化,进而引起干涉谱的漂移,从而实现浓度检测。本文采用聚合物功能膜修饰锥形光纤,提升锥形光纤传感器的溶液浓度检测灵敏度,并开展了溶液中重金属离子浓度的检测实验。本文的主要研究内容及研究成果如下:（1）基于COMSOL Multiphysics软件的有限元分析方法对锥形光纤传输模场进行分析,提出采用将聚合物功能膜与锥形光纤传感器相结合的方法来提升传感器的液体浓度检测灵敏度的研究思路。分析计算了光纤的导光机理、马赫-曾德干涉原理和光纤倏逝场的透射深度,模拟了锥形光纤不同直径处传输模场的变化。当光纤被拉锥到一定的结构时,部分能量从纤芯泄露到包层,最后耦合回纤芯,基模和包层模形成干涉谱;（2）分析了高分子聚合物聚苯乙烯（Polystyrene,PS）的材料特性和常用功能膜的制备方法,采用熔融拉锥的方法制备出了基于马赫-曾德干涉原理的锥形光纤,并使用提拉镀膜的方法在锥形光纤表面镀上了一层聚苯乙烯功能膜。设计实验研究了传感器的溶液浓度响应特性,试验结果表明聚苯乙烯功能膜修饰的锥形光纤传感器的灵敏度更高。通过调整聚苯乙烯功能膜的厚度可以改变传感器的灵敏度;（3）采用聚苯乙烯功能膜修饰的锥形光纤传感器检测溶液中的Cd2+离子浓度。为了进一步提高传感器的检测灵敏度,将聚苯乙烯功能膜与壳聚糖功能膜结合,制备出聚苯乙烯/壳聚糖复合膜修饰的锥形光纤传感器。试验结果显示经过聚苯乙烯/壳聚糖功能膜修饰的锥形光纤传感器的重金属离子检测灵敏度更高。在0-1000 ppm的浓度范围内,其检测灵敏度为5.3×10-3 nm/ppm。