精确的温度测量在工业过程、医学诊断、化学生产、海洋监测和环境保护等多个领域发挥着重要作用[[1], [2], [3], [4]]。传统技术（如热敏电阻和热电偶[5]）因其简单的设计和低成本而被广泛使用，但存在体积庞大、易受磨损和腐蚀以及仅能进行单点测量的局限性。相比之下，光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀以及远距离信号传输的能力，同时支持分布式传感和灵活部署，因此在恶劣和动态变化的环境中具有巨大潜力[6]。其中，聚合物光纤（POF）由于其柔软性、抗冲击性、可弯曲性和良好的生物相容性，非常适合用于柔性传感系统和结构复杂的测量环境，其在动态和静态应变传感方面的潜力已被证实[7,8]，为可穿戴设备、生物医学监测和工业过程控制等场景提供了新的解决方案[9]。
基于不同光学原理，已经开发出了多种类型的光纤温度传感器，包括光纤布拉格光栅（FBG）[10,11]、光纤干涉仪[12,13]和表面等离子体共振（SPR）传感器[14,15]。然而，这些方法通常仅限于单点或准分布式测量，并需要复杂的解调或制造工艺。相比之下，基于拉曼[16]、布里渊[17]和瑞利[18]散射的光纤传感器可以实现真正的分布式测量。其中，拉曼散射传感器主要用于温度传感，布里渊散射传感器对温度和应变都敏感，而瑞利散射传感器适用于高分辨率测量。然而，这类分布式传感器通常在空间分辨率和测量范围、信噪比以及测量时间之间存在权衡[19]。
为了解决传统光学干涉测量中存在的模态效应、极化衰减、严格的制造公差和有限的多路复用能力等问题，提出了基于微波光子学的光载微波干涉测量（OCMI）概念[20]，该技术利用微波来探测光学干涉仪。通过结合光学和微波的优点，OCMI减轻了对波导类型和极化变化的敏感性，实现了具有空间连续性的分布式传感和可重构的测量长度，降低了反射表面的精度要求，并提供了更优质的信号。尽管OCMI具有诸多优势，但迄今为止的大多数研究都是使用传统的单模硅光纤（SMF）[21], [22], [23]进行的。尽管有一些研究探索了特殊光纤（如POF[24]和蓝宝石光纤[25]），但这些研究主要局限于使用短光纤段进行局部测量，未能实现空间连续的分布式传感。
在各种光学波导材料中，POF因其低成本和优异的柔韧性而受到广泛关注。更重要的是，与硅光纤相比，POF具有更高的热膨胀系数和极低的杨氏模量，这可以显著提高温度传感的灵敏度，并适应更宽的应变范围[26,27]。然而，用POF直接替代硅光纤进行光学传感仍面临一些关键挑战。首先，大多数市售POF为多模光纤，容易受到模态色散和极化不稳定性的影响，从而影响高质量信号的获取。其次，传统POF在红外区域的衰减较大，严重限制了其远距离测量的可行性。OCMI通过从多模光纤中提取高质量信号，同时放宽了制造公差，从而降低了不同材料光纤中干涉仪制造的难度。此外，通过用重氟原子替代氢原子，开发出了环状透明光学聚合物（CYTOP）[28,29]，有效减轻了传统POF的过度红外衰减，使其与1550 nm波段的光纤传感系统兼容性良好，从而实现了远距离分布式传感[30]。因此，将基于CYTOP的POF与OCMI结合使用，有望克服现有限制，大幅扩展POF传感的应用前景。
本文提出了一种将基于CYTOP的POF集成到OCMI系统中的新型分布式温度传感方案，实现了远距离分布式温度传感。为了研究光纤材料对热响应的影响，进行了有限元仿真，从理论上验证了POF灵敏度的提升。此外，使用飞秒激光在POF芯中制造了多个弱反射器，并确定了反射器数量与其空间间隔之间的关系。不同长度干涉仪的解调结果表明，所制造的POF传感器具有出色的温度传感性能，由于CYTOP的固有材料特性，其温度灵敏度显著高于传统硅单模光纤。
