基于表面等离子体共振（SPR）技术的光纤SPR传感器具有体积小,精度高,无需标记,抗电磁干扰等优点,广泛应用于生物传感,食品安全,医疗诊断等领域,努力提高光纤传感器的性能已经成为人们研究的热点。将金属与二维材料结合作为传感器的敏感层技术得到越来越多的关注。作为最具代表性的二维材料石墨烯,碳原子以sp2杂化方式形成十分整齐的蜂窝状平面薄膜结构。其有着高的电子迁移率,良好的吸收率及拥有大的比表面积,可以很好的吸附探针分子。提高传感器性能,降低检测成本也是光纤SPR传感器研究中一直追求的目标。在众多光纤中,塑料光纤（POF）价格低廉、柔韧性强,易于操作和连接,是实现低成本传感的理想光纤。本论文以实现高性能,低成本的生物传感器为目的,基于光纤SPR传感技术从理论和实验上展开以下工作:（1）选用多模塑料光纤（POF）作为传感器基底,传感区域选择为D型（D-POF）,选择金膜和石墨烯作为激发材料,提出了基于石墨烯/金/D-POF的传感结构,用comsol软件进行理论模拟,采用波长调制表征传感器性能,通过计算,得出最佳的金属层厚度及石墨烯层数。（2）基于模拟的最佳参数,进行石墨烯/金/D-POF SPR生物传感器的实验制作。由于D-POF的纤心由PMMA做成,传统转移石墨烯的方法是不可行的。因此,本论文在转移过程中用金膜代替了传统PMMA的作用,成功实现金/石墨烯组合在D型塑料光纤上的结构。此操作方法充分利用了金可以作为自支撑层用于石墨烯转移的特性,同时使复合的金膜和石墨烯紧密地接触,有效降低接触电阻,更加接近敏感层的理论理想模型。更重要的是金膜辅助石墨烯转移的方法可以省去复杂的去除PMMA步骤,有效避免PMMA残留在石墨烯表面,保持了石墨烯优良的特性。与其他塑料光纤实验相比,该传感器的灵敏度得到有效提高,在一定范围的葡萄糖溶液中,灵敏度为1227 nm/RIU。（3）基于石墨烯/金/D-POF SPR传感器,进一步对石墨烯表面进行了修饰,选择ssDNA作为特异性适体,用于DNA的特异性识别,通过对共振波长改变量的监测,制备的传感器取得了较好的DNA特异性识别结果,其对互补DNA的检测极限为10^-10M,该结果可以与大多数塑料光纤传感器的结果比拟,甚至更好。它对浓度为0.1nM至1μM的靶DNA溶液也表现出令人满意的线性响应（R²=0.996）,同时在对分析物无标记的情况下,实现了对DNA反应的实时监测,这表明该研究在医学诊断中具有广阔的前景和成本效益。