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液体折射率与液体所含物质成分、浓度和温度等特征因素紧密相关,折射率变化能够有效地反映被测液体的生化信息量,因此液体折射率测量是进行生化传感分析的基础.近年来,随着各种新型微结构光纤的出现,基于液体填充空心光纤的折射率传感技术在生化传感应用领域表现出巨大应用潜力.空心布拉格光纤(HCBF)是一种利用一维光子带隙效应(1DPBG)导光的新型微结构光纤,具有新颖的导波机制和优良的低损耗传输特性.本学位论文面向生化传感对折射率测量的应用需求,开展基于液体填充HCBF的折射率传感技术研究,主要研究内容包括以下两部分: 1.研究了含缺陷层的空心布拉格光纤(DHCBF)中由于缺陷层引入而导致的横向谐振效应及其产生的带阻滤波特性,重点分析了缺陷层厚度、折射率、位置以及包层周期数和纤芯直径对DHCBF带阻滤波特性的影响作用;在此基础上,利用DHCBF中由横向谐振效应产生的谐振波长作为折射率传感特征波长,研究了缺陷层结构参数对特征波长与液体折射率之间关系的影响,数值模拟结果表明通过对缺陷层结构参数进行优化设计,可以显著地提高谐振波长与填充液体折射率之间的线性相关度,并将其应用于基于液体填充低折射率差包层的DHCBF折射率传感器设计,在折射率为1.324-1.432范围内,能够获得的灵敏度约为2062nm/RIU,实现了兼顾高灵敏度和大动态范围的液体折射率测量. 2.对具有高折射率差包层的HCBF中一阶和二阶PBG传输特性进行了比较研究,发现具有窄带传输谱的二阶带隙更有利于提高折射率传感过程中对特征波长的准确解调;重点分析了包层材料色散对一阶和二阶PBG结构,以及折射率传感中特征波长与填充液体折射率之间关系的影响作用,验证了包层材料色散对于改善基于二阶PBG的特征波长与液体折射率之间的线性关系同样具有显著效果.针对高折射率液体测量应用,通过比较基于一阶和二阶PBG的折射率传感性能,发现二阶PBG比一阶PBG可以获得更高的灵敏度.在此基础上,为了降低对包层材料色散特性的依赖,设计了基于二阶带隙的液体填充DHCBF折射率传感器,在折射率为1.46-1.66范围内,获得了约679nm/RIU的较高灵敏度.