在航空航天领域中，发动机相当于航天飞行器的“心脏”，故对其结构进行应力监测具有重要意义。然而发动机在正常运行时的温度往往在1000℃以上，这种超高温环境使得传统的应变传感技术无法正常工作，因此对航天发动机的应力监测问题一直以来都是一个尚未攻克的研究难点。
传统的电阻应变传感器由于存在电磁干扰、无法适应复杂环境等问题在进行高温应变测量方面逐渐被淘汰。光纤传感技术近些年来得到了广泛的关注，尤其是光纤法布里珀罗传感器（Fiber Optic Fabry Perot Sensor）常被应用于超高温环境下的应变监测中。普通光纤的制作材料是石英，该材料在1000℃以上的超高温环境中无法保持稳定，对于超高温环境下的应变测量问题，众多学者提出了蓝宝石光纤FP传感器的解决方案。蓝宝石单晶熔点高达2053℃，即使在1000℃以上的超高温环境中，它依然能够保持稳定的性质，是一种替代石英进行高温传感的理想材料。蓝宝石光纤直径过大、无包层，导致其传输模式较多，用其制作的蓝宝石FP传感器在通常情况下干涉谱信号非常微弱，受到噪声干扰较大，信号失真严重，无法解调出腔长信息。现有的蓝宝石光纤FP应变传感器要求FP腔端面近乎绝对平行，实际操作难度大，无法进行工业应用。为增强蓝宝石FP传感器干涉谱信号，提高干涉谱对比度，本文提出一种蓝宝石光纤传感器信号滤波系统，通过使用准直透镜和聚焦透镜对多模传输光束进行耦合的方式，在保证耦合效率的基础上，将高阶模式传输的光信号转换为低阶模式传输的光信号，提高干涉谱对比度。主要工作如下：
（1）调研了国内外高温应变传感的研究现状，对现有蓝宝石光纤FP传感器进行了研究，对本论文研究的方向需要应用的耦合技术进行了阐述，将现有的耦合技术进行了一个简单的分类与总结。
（2）分析了光纤FP传感器的原理，研究了蓝宝石光纤产生多模信号的原因，对蓝宝石光纤FP传感器干涉谱对比度不高的原因进行了分析，提出耦合滤波的方案来解决此问题。对多模光纤与单模光纤之间的耦合进行了理论分析，研究了几种耦合效率比较高的透镜组合系统。对耦合滤波的原理进行了分析，通过仿真对其进行了验证。
（3）设计了多模光纤自聚焦透镜与单模光纤自聚焦透镜组成的透镜耦合系统，对多模光纤与单模光纤进行耦合，通过实验验证了该耦合系统能够极大的提高多模光纤与单模光纤之间的耦合效率。具体为：不使用该耦合系统，单模光纤到多模光纤直接耦合的效率为30%左右；使用该耦合系统，单模光纤到多模光纤的耦合效率达到95%以上；不使用该耦合系统，多模光纤到单模光纤的耦合效率仅为1%左右；使用该耦合系统，多模光纤到单模光纤的耦合效率能够达到58.6%。设计了光纤FP传感滤波系统，应用该耦合系统对多模光纤FP传感器信号进行滤波，发现信号失真明显减少，对比度明显增加。
（4）对蓝宝石光纤FP传感器的结构进行了介绍，并在此基础上制作了蓝宝石光纤FP传感器，设计了蓝宝石光纤FP传感滤波系统，应用该系统对蓝宝石光纤FP传感器信号进行滤波，发现信号失真减少，对比度提升明显。
本文提出了一种由多模光纤与单模光纤自聚焦透镜组成的耦合系统，将多模光纤到单模光纤耦合得到的耦合效率为58.6%；基于该耦合系统设计了蓝宝石光纤FP传感滤波系统，使蓝宝石光纤FP传感器的信号失真减少，对比度明显提高。
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