20世纪60-70年代,激光器和低损耗光纤相继问世,从此开启了一门崭新的学科：光纤传感技术。光纤传感的基本原理是表征光波的特征参量(相位、波长、偏振态、光强等)在受到外界环境(温度、应变、压力等)的影响下,会发生相应的变化,通过对光波特征参量的探测可以获得外界环境的变化信息。随着光纤传感技术的不断发展,各种新型的光纤传感器件被相继设计制造出来,并成功应用于各领域,解决了许多传统电信号传感器无法克服的问题。相对于电信号传感器,光纤传感器的优势非常明显：抗电磁干扰,耐腐蚀,绝缘性好,灵敏度高,稳定性好,小巧质轻等。在现有的光纤传感器中,以采用干涉技术的相位调制型传感器的灵敏度最高,在精密监测领域发挥着不可替代的作用。这其中,光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)传感器以其结构简单,体积小巧,性能稳定,易于安装等独特优点而备受研究者的青睐,得到了广泛的研究。目前,光纤传感器正朝着微结构化,全光纤化的方向发展,这也正是本文所立足的研究方向。本文的题目：微结构的光纤传感器,其主旨在于研究制作微结构的光纤传感器探头,基于反射谱工作模式的传感探头更易实现微结构这一要求,因此本文的重心是研究制作微结构的光纤F-P传感器。本文以实验研究为主,理论分析为辅。本文的创新点在于：(1)首次提出了使用单根光纤制作光纤末端微气球腔的方法及制作工艺,该方法成本低廉、操作简单、可批量生产。所制作出的光纤末端微气球腔传感器,机械性能好,光学性能稳定,其腔长可通过设置放电参数在一定范围内改变。理论分析表明,更长的F-P腔和更薄的腔壁可以获得更高的灵敏度,我们所制作的传感器,其腔长一般可达到150μm,腔壁厚约5μm。(2)在用于液压传感测量时,微气球腔传感器灵敏度约为0.1nm/MPa,是一些FBG传感器的30多倍。在用于负载传感测量时,也获得了非常不错的灵敏度,约为3.64nm/N。我们所制作的光纤末端微气球腔传感器为全石英材质,可以承受1000℃的高温,对温度的灵敏度较低约为1.9pm/℃C。虽然该传感器并不适宜用于对温度的传感,但在另一方面却正好体现出它的优点：.当其被用于其它领域的传感时,可有效避免温度引起的交叉灵敏度影响,如用于液压传感时,其温度交叉灵敏度仅为0.02MP℃。值得提出的是,如使用飞秒激光器在微气球腔上加工出一微通道,则该类型传感器还可用于液体折射率的测量。(3)本文还设计了一种基于少模光纤的模式干涉型温度传感器,同样为反射谱探测模式,且拥有小巧的结构。该温度传感器为全光纤材料,可以承受900℃左右的高温,实验证明其温度灵敏度为0.1nm/℃,是一般FBG温度传感器的10倍。