微纳光纤传感器是以微纳光纤作为敏感元件，借助其强倏逝场等特性，对外界环境参量进行测量的一类传感器。相对于普通光纤传感器,微纳光纤传感器具有结构紧凑、响应快速、灵敏度高等优势。近年来，如何实现高灵敏度、高探测精度、大动态范围的新型光纤传感器件成为了光纤传感领域发展的研究热点。本文提出并实现了级联长周期光栅型和单锥干涉型微纳光纤传感器，分别实现了对外界折射率和环境湿度的测量，具有高灵敏度，大动态范围和高稳定性等特点，具有较好的应用前景。本论文主要内容如下：(1)熔融拉锥法制作微纳光纤。通过控制线性平移台步进速度、行进范围以及预热时间，制备出不同直径、锥区长度和不同锥型的微纳光纤。通过数值计算，理论分析了均匀微纳光纤的模式特性，发现光纤直径越小，对外界折射率变化越灵敏，且高阶模相对于基模更灵敏。另一方面，分析了在绝热和非绝热条件下微纳光纤锥形过渡区的传输特性：发现在绝热条件下，由于锥形较缓，可维持光纤基模的低损耗传输；在非绝热条件下，由于光纤截面形状沿传播方向变化较快，基模能量被部分耦合到高阶模式。(2)提出并实现了级联长周期型微纳光纤传感器，并实现了对外界折射率的高灵敏度测量。具体包括：通过优化曝光强度、扫描速度等参数，利用CO2激光器在微纳光纤内写入长周期光纤光栅。并理论分析了级联长周期光栅型干涉仪的模式耦合和干涉特性，计算出干涉光谱。对折射率和温度敏感特性进行了测试，实验测得该传感器对外界折射率的灵敏度高达2225.2nm/RIU，远高于之前报道的级联长周期光栅型干涉仪，并理论研究了如何进一步提升其折射率灵敏度，目的在于为外界微小变化的探测提供更为灵敏的测量方法。测得传感器的温度灵敏度仅为11.7pm/°C，温度交叉敏感性很低。整个传感器长度仅为8.84mm，结构紧凑。(3)提出并实现了单锥干涉型微纳光纤传感器，并用于湿度传感。通过锥形控制，使基模能量在锥区传输时部分耦合至高阶模（主要是HE12模式），两过渡区分别起到分束器和合束器作用，从而观察到干涉谱。干涉条纹间距由基模和高阶模的光程差决定。实验测得干涉仪对外界相对湿度的灵敏度高达97.4pm/%RH，对温度的灵敏度仅为-4.74pm/°C，温度交叉敏感程度低，测得的响应时间仅为188ms，响应远快于一些镀膜的湿度传感器。