在众多检测领域,液位和温度的传感检测占据着重要地位,相应的检测手段也多种多样。相比于传统电类传感器,光纤传感器所具有的传感优势使得其发展迅速且应用广泛。其中,单模光纤偏芯熔接所形成的模间干涉与Sagnac环相搭配,用于相关环境参量的传感可以得到高干涉消光比,更高的干涉消光比可得到更高的测量灵敏度,故而使其成为了光纤传感领域的热点研究方向。本文研究基于Sagnac环的单模偏芯光纤经U型弯曲改造所形成的传感器,对其各项特性进行实验研究分析,并进一步研究其液位和温度的测量应用。该传感器成本低廉、制作简单、操作方便,有着较好的应用前景。本文的工作主要包括以下内容:1、介绍光纤传感和相关理论分析。(1)介绍论文的研究背景及意义、光纤的分类、光纤传感器的分类、干涉型光纤传感器的优点、目前光纤传感器所面临的主要问题及国内外研究概况。(2)介绍单模偏芯光纤干涉型传感器模间干涉的相关理论。(3)理论说明Sagnac环可提高干涉消光比,并经实验验证。2、对本文的传感器的多项特性做实验分析。传感器结构特性:(1)基于Sagnac环单模偏芯光纤传感器的实验干涉图谱与偏芯熔接点个数、Sagnac环的形状密切相关。(2)单位波长段内的波谷个数与传感臂的长度密切相关,而熔接点偏芯量及Sagnac环的形状对其不存在明显影响。传感器传感特性:(1)温度的变化使得该传感器干涉谱线发生变动。(2)传感器所受压力的变化不会对干涉谱线造成大的影响。(3)经仿真模拟,包层处光功率的损耗会随外界折射率增大而增大。另外,传感器经长时间浸泡,干涉谱线功率会持续下降,但随着时间的推移而稳定下来,各波谷中心波长没随时间的增加有显著的波动。3、为了进一步探究该传感器,将该传感器用于液位和温度的测量研究。实验表明:这两个环境参量与干涉波谷中心波长存在着良好的传感响应关系。利用相应的方法减弱了实验中的粗大误差,避免了挑选波谷,提高了实验效率。实验数据经相应方法处理后,液位灵敏度为1.72nm/cm,温度灵敏度为0.689 nm/℃。