长周期光纤光栅(LPFG)是一种用途很广的光纤光栅,由于其插入损耗小、带宽宽、后反射很小、对外界环境变化的反应灵敏度高、制作工艺简单、成本低等很多优点,受到国内外广大研究人员的关注,并且在近年来的技术发展当中,显示出了极为广阔的应用前景。随着研究的不断深入,人们对LPFG功能需求标准的不断提高,一些关于LPFG的新结构、新特性、新应用的研究已成为必然的发展趋势。本论文的工作内容围绕着长周期光纤光栅的偏振相关损耗(PDL)展开,主要包括两个方面,一是研究LPFG的PDL特性及其在扭转传感中的应用。二是讨论了相移长周期光纤光栅(PS-LPFG)和级联长周期光纤光栅(C-LPFG)的光谱特性和PDL特性。首先,阐述LPFG的耦合模理论和传输矩阵法。详细分析了LIFG的透射谱和模拟步骤,讨论了周期数和平均折射率调制对其透射谱的影响。从LPFG的传感模型出发,分析了LPFG扭转后的透射谱,并且对其偏振相关损耗的特性进行了实验研究和仿真,作出相应的理论分析对比。利用琼斯矩阵和传输矩阵法,理论分析和数值模拟LPFG扭转与PDL响应的关系,通过测量PDL幅值变化,可实现不受应变和温度干扰,对扭转传感的测量。此外,可以同时获得扭转方向和扭转角两个量,实验结果和数值模拟有较好的吻合,扭转灵敏度为2.7 dB/rad。理论分析和数值模拟了相移长周期光纤光栅的光谱特性,讨论了PS-LPFG长度、相移位置、相移大小对PS-LPFG的PDL峰值的影响。对比分析了级联长周期光纤光栅的传感特性。可以发现LPFG级联时,一个细微的谱移会对损耗谱的高精细度的条纹产生的很大的波动损失。并且讨论了物理参量对其的影响。