基于Kretschmann结构,建立了一种具有四层介质的光纤表面等离子体共振(SPR)传感器理论模型。通过仿真可知,当折射率为1.333~1.336时,反射波p、s偏振分量的相位差与折射率呈近似线性的变化关系,并得到了光纤SPR的传感测量公式。实验使用双频He-Ne激光器作为光源,提出了一套基于共光路结构的外差干涉光纤SPR测量系统,并采用相位解调的信号处理方法,使传感器具有较高的测量分辨率。甘油溶液的实验标定数据表明测量结果与理论分析一致,且结果与采用其他测量方法得到的结果吻合度较好,二者所得折射率的相互误差小于8.0×10 -5。所提传感器可以应用于环境检测、食品安全、药物筛选及临床医学等领域中。