长周期光纤光栅由于具有沿光纤轴向的周期性折射率调制因而具有灵活可控的模式耦合特性，又由于其成本低、制作简单、抗电磁干扰等诸多优点在过去的几十年中已被广泛应用于实际工程领域。本文鉴于长周期光纤光栅以上的优势，对基于长周期光纤光栅的新型级联式光纤干涉仪开展了相关的理论和实验研究。在介绍了长周期光纤光栅的基本原理和发展现状的基础上，基于长周期光纤的模式耦合理论对级联式长周期光纤光栅光纤干涉仪的模间干涉理论进行了分析，我们分别设计并实现了基于声致光纤光栅的可调谐光纤干涉仪、基于锥形光纤和长周期光纤光栅的级联式光纤传感器以及基于非对称光纤微腔和长周期光纤光栅的级联式光纤传感器。本文主要研究工作包含以下三个方面:　　1.基于折射率低于石英的MgF2夹具阻隔声波而不影响光波传输的特性设计了基于级联声致光纤光栅的可调谐光纤干涉仪。理论计算了干涉型透射光谱的自由光谱范围，计算结果与实验值基本一致。进一步实验研究了调制电信号的频率和电压对级联声致光纤光栅干涉仪透射光谱特性的影响。　　2.设计并实现了基于锥形光纤和长周期光纤光栅的级联式光纤干涉仪。实验发现集成磁流体材料的光纤干涉仪透射光谱中不同干涉峰处的损耗强度对磁场强度和温度具有不同的响应灵敏度，通过建立双参量传感矩阵实现了对磁场强度和温度的同时测量。　　3.设计并实现了基于非对称光纤微腔和长周期光纤光栅的级联式光纤干涉仪。利用两个不同干涉峰波长对磁场强度和温度的不同灵敏度实现了基于波长解调的双参量传感器;进一步通过同一干涉峰的波长/强度混合解调方式建立了双参量传感矩阵，从而实现了对磁场强度和温度的双参量传感。