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作为新型传感检测技术,光纤传感技术已经成为传感器研究领域的关键技术之一。微纳光纤的倏逝波传输特性使其在传感探测时体现出高灵敏度、极短响应时间等特点,因此在光学传感器应用方面有着广阔的应用前景。与此同时,石墨烯及其衍生物氧化石墨烯（graphene oxide,GO）也已经成为生物和化学等传感研究领域关注的新型敏感材料。本论文围绕氧化石墨烯的光纤气体传感器的研究,主要工作内容如下:提出将氧化石墨烯薄膜涂覆在微纳光纤表面,形成混合波导结构。详细探讨了在该复合波导结构中传输光信号的模场分布情况以及深入研究了这种氧化石墨烯-微纳光纤混合波导结构的传输特性,并将该复合波导结构应用于气体传感领域。本文首先详细介绍了石墨烯和微纳光纤的特性、传输原理以及制备方法,并探讨了氧化石墨烯和微纳光纤的结合方式以及具体步骤。然后,分析了这种混合波导结构的传感特性,针对氧化石墨烯在该混合波导中的作用进行了探讨,并利用仿真软件仿真了该混合波导的模场分布。最后将这种复合波导结构应用于光纤传感实验当中,分别对氧化石墨烯-微纳光纤混合波导进行了温度传感特性实验以及气体传感特性实验,结合实验结果证明氧化石墨烯-微纳光纤复合波导传感器结构的有效性以及在传感应用中的优势。本文还提出一种基于氧化石墨烯涂覆微光纤环形谐振器（graphene oxide coated microfiber knot resonator,GMKR）的光纤气体传感器。其工作原理是当气体分子吸附到GO的表面时,改变GO的折射率,然后可以通过测量GMKR的干涉条纹漂移来检测气体浓度变化引起的折射率变化。由于气体分子和GO之间的吸附能力和电荷转移能力不同,实验结果显示该传感结构对NH3和CO的检测灵敏度分别为0.34pm/ppm和0.16pm/ppm。同时,实验结果表明,GO是一种非常理想的气敏传感材料,并且其制备工艺简单,转移成功率高,一致性好,因此可以很好地与各种光纤传感结构相结合,形成一类新型的光纤气体传感器。