随着氢气在诸多领域的广泛使用,光纤氢气传感技术得到迅猛发展。消逝场型光纤氢气传感器具有制作成本低、抗电磁干扰能力强、灵敏度高、可实现多路复用等特点,是目前发展较好的一款新型光纤氢气传感器。该类型传感器的研究涉及多种技术,包括氢敏感薄膜的研究、光在光纤中的传输理论、表面等离子共振技术、光纤氢气传感技术等。为实现消逝场型光纤氢气传感技术能够走向产业化,需要解决各项技术之间的整合,降低制作成本,同时提高传感器的性能指标等难题。本文研究几种类型传感器的原理及优缺点,以光在单模光纤中的传输模式理论及消逝场理论为基础,研究并提出了一种基于氢敏薄膜的消逝场型光纤氢气传感器。研究了光纤传感技术涉及的各项理论,通过模型分析和数值运算得出系统的最优化参数的设计。采用金属钯作为敏感材料,在膜层厚度为10~30nm时,传感器具有较高灵敏度。分析侧边抛磨型和化学腐蚀型两种增大消逝场的方法。设计一套单模光纤的腐蚀实验流程,得出腐蚀深度、时间与光功率的变化规律,并且得出在光功率变化到初始功率值的80%时为最佳腐蚀点。研究溅射镀膜工艺及钯膜生长情况,优化镀膜参数使在光纤上生成的薄膜更均匀。采用LabVIEW虚拟技术和GPIB采集卡设计一套数据采集系统,能实现数据的连续采集,并将采集到的数据以.txt的文本形式保存。设计一套差分结构传感系统,对光纤的腐蚀和镀膜工艺进行优化,提高了系统稳定性和测量灵敏度。设计一套传感器测试系统,对氢气浓度为定值时传感器的性能参数进行定性研究。本论文对单模光纤所制成的消逝场型光纤氢气传感器进行了性能测试。选取单模光纤,用未稀释的浓度为40%的HF溶液做腐蚀液,对作用长度为10mm的光纤腐蚀90min,并镀上20nm厚的高纯金属钯,制成基于钯膜的消逝场型光纤氢气传感器。将传感器置于0~4%范围内的氢气浓度测试,得出光功率变化与氢气浓度之间的关系。该传感器具有较好的重复性和灵敏度,响应时间为50s左右。