近年来,研究人员对高强度聚焦超声（High intensity focused ultrasound,HIFU）的研究越来越深入。传统的行波聚焦超声换能器所能产生的声压远远低于人们的预期。最新的球形HIFU换能器突破传统的行波聚焦超声换能器的聚焦方式,焦域尺寸进一步压缩、焦点声压进一步提高,在生物医学工程领域,能够达到更加精准的治疗效果。同时,球形HIFU声场提供了一种更为极端的实验条件,其在各领域的重大创新研究不亚于高温、低温、高压、真空、强磁场、强辐射等已为我们所熟知的极端条件。因此,准确测量与解调球形HIFU声场的声场分布、声焦点位置、声焦域尺寸和焦域声压大小等声场特性就显得格外重要。在本团队前期的工作中,王等人（Opt.Lett.37,2046-2048（2012））报道了一种用于HIFU声场测量的内嵌石英毛细管的全石英光纤Fabry-Perot传感器,其具有温度不敏感,测量HIFU声场的信噪比高等优点。之后,王等人（Appl.Phys.Lett.103,044102（2013））又报道了一种用于HIFU声场特性描述的端部敏感型全石英光纤Fabry-Perot水听器。但是目前还没有测量与解调球形HIFU声场的相关报道,原因在于目前对球形HIFU声场的耦合原理研究并不明确以及没有测量超高声压球形HIFU声场的有效手段。因此,在本团队前期工作基础上,本文提出以19芯空芯光子带隙光纤作为光纤Fabry-Perot干涉仪的Fabry-Perot腔,研究了内嵌空芯光子带隙光纤的光纤Fabry-Perot干涉仪（In-line hollow core photonic bandgap fiber fiber-optic Fabry-Perot interferometer,ILHCPBF-FOFPI）及其与球形HIFU声场的耦合模型,完善了基于ILHCPBF-FOFPI的多工作点非线性解调方法,搭建了用于球形HIFU声场的ILHCPBF-FOFPI声压测量实验系统,并进行了实验验证。另外,分析了传感器可能存在的误差,并搭建了相应的试验系统进行了实验验证。本文的主要研究工作和成果包括:1.根据光学原理,考虑到实际的Fabry-Perot腔两端面不平行,引入楔角参量,分析了ILHCPBF-FOFPI的楔形干涉原理,尤其是分析了初始楔角和测量时产生的楔角对干涉输出信号的影响,为后文ILHCPBF-FOFPI与球形HIFU声场的声压解调打下基础。2.根据声学原理,首先分析了ILHCPBF-FOFPI与球形HIFU声场耦合方式;然后,详细分析了ILHCPBF-FOFPI的5个不同声介质交界面在球形HIFU声场下的反射和透射现象;最后,建立了ILHCPBF-FOFPI与球形HIFU声场的耦合模型,并将其进行简化,得到可工程使用的耦合模型。3.通过研究和反复测试,得到适合空芯光子带隙光纤与SMF熔接的参数,制作了ILHCPBF-FOFPI,并搭建相应系统进行测试。然后,完善了基于ILHCPBF-FOFPI的多工作点非线性解调方法,并搭建了相应的实验系统进行了验证,证明了本方法效果十分显著。最后,搭建了用于球形HIFU声场的ILHCPBF-FOFPI声压测量实验系统,并对球形HIFU声场的声场分布、焦域尺寸和焦域声压大小等进行了实验验证,证明了本文ILHCPBF-FOFPI与球形HIFU声场的耦合模型及声压解调的正确性,且ILHCPBF-FOFPI声压测量实验系统能够正确描述球形HIFU声场的声场特性。4.对ILHCPBF-FOFPI存在的损耗误差进行分析,以及提出了ILHCPBF-FOFPI初始楔角的测量方法,并分析了在初始楔角基础上,测量时改变楔角对测量结果的影响,为实现更精确的ILHCPBF-FOFPI传感打下基础。本文的研究工作为球形HIFU声场的声场特性描述和声压测量提供了一种新方法,并提供了理论依据。