为提高多芯光纤荧光检测灵敏度，本文基于多芯光纤的空间传导理论模型，分析了多芯光纤的数量、激发光纤纤芯半径、接收光纤纤芯半径以及它们的数值孔径等对多芯光纤耦合效率的影响。针对提高耦合效率，设计和优化了耦合系统中非球面透镜的曲率半径和各面间距，基于分析设计优化的参数构建多芯光纤荧光定量检测系统，并对不同浓度梯度的罗丹明6G溶液进行定量测试，与多芯直接耦合对比，文章设计的多芯光纤耦合系统其激发光和发射光耦合效率由低于10%

提升了80.171%和95.314%

最低检测浓度低至2.08759551×10~(-9)nM/L

此浓度下荧光光强值较直接耦合提升了4.5倍。进一步验证了多芯光纤耦合系统射的可行性。说明通过增加光学耦合系统能有效提高光纤式荧光定量检测灵敏度及能够满足应用需求。