光纤传感以其轻质量、高灵敏度、强抗扰性、易集成等特点,被广泛运用于气体、水质等监测,尤其是在有毒有害、易燃易爆的恶劣环境中,也不会对环境产生二次污染。随着环境问题愈发严峻,现有的检测技术趋于成熟,进一步对环境指标进行快速、实时、大范围的同步测量需求日益迫切。在此背景下,针对不同的分辨率需要,本论文设计了几种基于光波和微波共同调制的光纤温度传感解调系统,并进行了深入的理论以及实验研究。主要研究成果概述如下:传统的输出功率及带宽固定的激光器若工作在饱和状态,输出功率普遍较低,难以应对越来越高的系统性能需求,传感器的波长灵敏度也受到限制。为突破常规全光纤激光传感器的特性限制,本研究实现了一种高功率、窄线宽的自注入锁定环形激光传感器,激光器工作波长的变化转变为激光器的腔长变化,在26℃-36℃的温度上升范围内,通过测量激光输出功率对温度变化进行感知。提出并通过实验验证了一种基于微波信号产生原理的温度传感方法,能够快速精确地对传感器进行解调。利用光纤光栅反射频谱打破拍频信号平衡从而将相位变化转换为强度变化,得到强度与温度的对应关系的曲线。该方案可以描述振幅响应平坦区域的温度调谐,提高了中心波长附近的温度传感分辨率。针对基于射频非平衡马赫-增德尔干涉仪的波长解调系统的特性展开研究,测量了系统各节点输出功率衰减。针对光源噪声的影响,提出了对于某个特定微波频率输出强度的一定量样本的观测值,采用最大射频强度判别法选择数据点的方法。本研究对于非相干光与微波光子滤波器在光纤传感应用过程中的性能改进与可行性研究具有实际参考意义。