光纤光栅作为一种新型的传感器件，从它问世之日起就受到人们的广泛关注，在二十多年中实现了突飞猛进的发展。随着光纤光栅技术的不断完善发展，其在传感器领域的应用研究越来越引起人们的重视。光纤光栅传感器除了具有重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰、灵敏度高、结构紧凑等优点外，还有其独特的优越性，如探头尺寸小，其直径与光纤等同；易于与光纤耦合，耦合损耗小；波长调制型，抗干扰能力强；集传感与传输于一体且具有极强的复用能力，易于构成传感网络；测量对象广泛，易于实现多参数传感测量等等。这是基于上述其他传统传感器无可比拟的优点，使得光纤光栅传感器近年来在复合材料及混凝土结构状态检测、电力工业、医学以及能源化工等实际应用领域都取得了长足的进展。而微结构光纤光栅因其频谱的可调特性，因而使其在生物化学、医药化学和微流体研究等方面具有了独特的传感优势，成为科学界广泛研究的对象。　　 本文主要以光纤布拉格光栅和微结构光纤光栅为研究对象，对其传感特性与应用进行了理论和实验的研究，主要内容包括：⑴对传感技术进行了概要叙述，重点介绍了光纤传感技术和光纤光栅传感技术的现状和发展。对光纤光栅的发展以及光纤光栅在光通信领域和传感领域的应用，作了简单介绍。⑵介绍了光纤光栅的理论特性分析，并分别利用耦合模理论、传输矩阵法和傅立叶变换法对各类型光纤光栅(布拉格光栅、长周期光栅、啁啾光栅)的光谱特性进行了分析。并详细介绍了光纤光栅的传感原理。⑶设计了一种新型的光纤布拉格光栅(FBG)微位移传感器。目前，光纤光栅位移传感器的灵敏度仍不是很高，而该结构基于杠杆原理，可通过自由设计不同的力臂长度来满足各种测量要求，因而可以在不损毁光栅的情况下，使光栅产生更加显著的应变。另外，其封装不会产生啁啾，可以通过结构的级联实现传感器的复用来进行多维多参量的测量。实验结果证明，在微测量范围0-0.20mm内，该装置的灵敏度达到12.5nm/mm，较其他梁臂或聚合物封装结构的传感器有很大提高。⑷设计了一种新型光纤布拉格光栅转角传感器，并从理论和实验角度证明了该传感器具有免受温度影响的特性。在±21°转角范围内，灵敏度达到0.743nm/deg，且灵敏度和测量范围可通过改变传感器的尺寸参数进行调节。转动角度与FBG中心波长的漂移呈很好的线性关系。⑸提出了多种局部微结构光纤光栅刻蚀模式，运用光纤光栅传输矩阵理论和仿真软件COMSOL相结合的方法进行模拟仿真，并通过实验验证了各自频谱特性，分析其传感应用前景。