pH值是衡量溶液酸碱度的重要参数,在生物医药、海洋监测以及污水处理方面具有重要意义。目前对pH值检测的方法多采用试纸比对以及电化学测量,这些方法存在检测精度低、测量电极体积大等缺点。此外,传统的光纤pH传感器多基于荧光标记,检测时间长、具有一定的污染性,且后续解调设备价格昂贵。因此,研制一种pH值检测精度高,并且对生物无害的传感器非常必要。pH敏感水凝胶是具有网状交联结构的高分子材料,当外界pH值变化时,会引起水凝胶收缩或膨胀,进而会引起水凝胶自身折射率的变化。通过监测水凝胶折射率的变化,便可实现pH值的传感,将水凝胶与光纤传感结构相结合,可实现生物无害性且高灵敏度的pH值监测。光纤表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）传感器因其高灵敏度优势,被广泛应用于折射率测量。因此,本文针对pH值检测的需求,结合光纤SPR技术的优势,基于SPR原理提出了表面附着水凝胶的光纤pH传感器,该传感器具有体积小、灵敏度高、响应时间短等优势,可快速、高精度的实现pH值检测。本文主要研究内容如下:（1）概括了基于pH敏感水凝胶的光纤传感器的研究现状,并介绍了光纤SPR传感器的发展和研究现状。在此基础上提出了本课题的研究内容及研究意义。（2）研究了光纤SPR传感器的基本原理及传感特性,并通过仿真模型对光纤SPR的结构参数进行了优化。其次探究了聚丙烯酰胺类水凝胶的制备方法,确定了最佳配置比,完成了对该凝胶pH敏感特性进行仿真及测试分析。（3）通过实验探究基于聚丙烯酰胺类凝胶光纤干涉结构pH值传感特性,同时在该干涉结构后接连布拉格光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）实现温度补偿。实验研究该传感器结果如下,pH测量范围为2～12,pH和温度灵敏度分别为0.271 nm/pH和0.009 nm/℃,响应时间为24s。由于温度灵敏度与pH灵敏度相差较大,可忽略温度的串扰。为了提高该传感器测量的灵敏度,将该水凝胶涂覆到光纤SPR结构上进行研究。实现结果表明,基于聚丙烯酰胺类凝胶光纤SPR传感器的最大响灵敏度为13 nm/pH。（4）优化了镀膜过程,采用层层自组装技术进行pH敏感膜涂覆,实现了敏感膜膜厚及均匀度可控。选择了海藻酸钠和聚乙烯亚胺这两种聚电解质,通过层层自组装技术将pH敏感膜涂覆在传感区表面。实验研究了基于层层自组装多层膜光纤干涉结构pH值传感特性,结果表明:该传感器的灵敏度为1.7 nm/pH,相比于聚丙烯酰胺类水凝胶的灵敏度（0.27 nm/pH）提高了 3倍。由于镀膜过程可控,敏感膜的厚度及均匀度会极大的缩短响应时间（12 s）,因此具有更好的动态响应。将该pH敏感膜结合到光纤SPR结构进行实验验证,结果表明该传感器可测量范围更广、响应时间更短,且具有较高的灵敏度（最大灵敏度为38nm/pH）。