本论文研究的目的是通过不同的空间结构制备M-Z光纤传感器,并根据空间结构的特性,来实现传感特性的研究。空间结构调制型M-Z光纤传感器,被用于表征光波因外部环境因素的作用,导致特征参量间接或直接地发生改变。因此,可以将其作为传感元件来实现对外界物理参量的检测。首先,本文中介绍了基于螺旋预扭转锥结构,制备不同空间结构调制型M-Z光纤传感器,并分析各自的传感特性。其中主要讲述了螺旋预扭转锥级联光纤包的M-Z光纤传感器,利用光纤包的圆对称性,有利于检测螺旋预扭转锥的扭转特性。实验结果显示该M-Z光纤传感器,其中对扭转较为敏感的峰,在逆时针和顺时针方向上的扭转灵敏度分别为0.083 nm/（rad/m）和-0.378 nm/（rad/m）。同时,可以根据波长在不同方向上出现红移或蓝移的现象,来判别扭转方向;还可以利用扭转灵敏度绝对值的大小来完成对扭转方向的判定。此外,基于MMFS（多模光纤薄片）干涉仪为载体,构成嵌入式螺旋预扭转锥级联MMFS光纤传感器。实验数据表明,该传感器对扭转较为敏感的峰,在逆时针和顺时针方向上的扭转灵敏度分别为0.765 nm/（rad/m）和-0.902 nm/（rad/m）。因此,该传感器不仅可以实现扭转灵敏度的测量和扭转方向的判定,而且相比于螺旋预扭转锥级联光纤包的M-Z光纤传感器,在扭转灵敏度的数值上有显著的提高。其次,对高频CO₂激光器的光斑进行叠加,可以实现光纤结构的刻蚀调制,于是提出了一种新型的空间结构制作方式。基于这种调制,正交薄片M-Z光纤传感器被制作完成,对其进行应变与温度的同时测量,结果表明该传感器的干涉峰1324 nm和干涉峰1350 nm的应变灵敏度分别为-3.05 pm/με和-8.02 pm/με,相应的温度灵敏度分别为61.4pm/℃和58.6 pm/℃,且在不同温度下应变灵敏度的标准差分别为0.097 pm/με和0.630pm/με。最后,基于与上述相同的方式,制作了铣平面M-Z光纤传感器,但结果显示无明显的干涉条纹。在此基础上,制备了铣平面LPFG,谐振峰1498 nm在Y+,X+和Y-（分别为论文中X和Y轴所规定的方向）方向上的弯曲灵敏度分别为-10.02 nm/m^-1,-2.42nm/m^-1和8.64 nm/m^-1。通过熔融方法对铣平面M-Z光纤传感器进行二次加工,得出的异型芯铣平面M-Z光纤传感器具有明显的干涉现象。通过实验数据表明干涉峰1548 nm在Y+,X+和Y-方向上的弯曲灵敏度分别为-12.12 nm/m^-1,-2.57 nm/m^-1和7.27 nm/m^-1;干涉峰1613 nm在Y+,X+和Y-方向上的弯曲灵敏度分别为-10.91 nm/m^-1,8.86 nm/m^-1和7.88 nm/m^-1。验证了基于铣平面空间结构制作的两种光纤传感器,可以实现在光纤不同方向上的弯曲特性研究。本论文利用不同的空间结构,制备了基于螺旋预扭转锥M-Z光纤传感器、嵌入式螺旋预扭转锥级联MMFS光纤传感器、正交薄片M-Z光纤传感器以及异型芯铣平面M-Z光纤传感器,并且分别进行了传感特性研究。