一直以来，光纤微弯传感器的研究都是基于实验数据和经验公式的基础以上，导致传感器定标工作繁琐，阻碍了传感系统推广和应用。本文运用强有力的数值分析方法--有限元法(FEM)对光纤微弯传感单元在外力作用下的微弯调制器位移--光纤形变量关系进行了定量分析；通过比较电磁场分析中常用的时域有限差分法(FDTD)和光束传播法(BPM)后，选用了光束传播法(BPM)对微弯光纤在设定形变量条件下的光场分布和输出功率损耗系数进行了理论分析和计算；通过分析实验结果，并结合理论计算数据，提出了光纤微弯传感单元的传感模型。该模型为光纤微弯传感器在绝缘子在线监测等方面的实际应用提供了理论参考。　　 论文的主要研究工作包括：　　 1.使用模式耦合理论(Mode Coupling Theory)分析光纤微弯传感器微弯调制器的最佳周期。当光纤发生轴向形变时，光纤传输的能量从传导模式耦合到包层模式，损耗系数受到光纤和微弯调制器的物理参数影响，如：纤芯半径、包层半径、纤芯折射率、数值孔径、微弯周期、微弯数、形变幅度以及输入光波长等。　　 2.运用有限元法(FEM)对光纤微弯传感单元在外界环境因素(压力、位移)作用下的微弯调制器位移--光纤形变量的关系进行了详细的理论计算；分析包括光纤类型、变形齿的齿形、尺寸、数目和材料等参数对光纤形变量的影响。使用ANSYS软件仿真得到的数据揭示了在外界环境因素(压力、位移)作用下，光纤微弯传感单元位移与光纤形变量之间存在定量关系；并将数值计算得到的结论应用于后续光纤形变量--光场分布/输出功率损耗的OptiBPM计算中。　　 3.运用光束传播法(BPM)对光纤微弯传感单元在一定光纤形变量条件下，输出光功率损耗系数与微弯数、微弯周期的关系进行理论分析。使用OptiBPM进行的分析获得了光纤微弯传感单元的损耗系数和模型。　　 4.系统设计、搭建与实验验证。通过实验数据与仿真数据的对比分析，对理论模型进行相应的修正和完善。为光纤微弯传感器在绝缘子在线监测提供可参考的理论模型。　　 论文的创新点包括：　　 1.理论建立了微弯调制器位移--光纤形变分布--微弯光纤光场分布/能量损耗之间的定量关系。　　 2.建立了光纤微弯传感器的传输模型。　　 3.实验的验证对论文理论部分的结论进行了有效的支持。