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随着光导纤维以及光纤通信的发展，光纤传感技术以其众多的优势在传感领域迅猛发展起来，经过三十多年的发展，光纤传感器现在已经发展成为一个种类繁多的传感大家族。在光纤制作工艺不断提升及不同光纤结构研制成功的推动下，光纤传感器正以其独特的优势进入到新的领域中。光纤光栅作为光纤传感器中常用的器件，以其较低的插入损耗、较好的稳定性及抗腐蚀等优点，在光纤传感领域发挥了重大作用，受到了人们的关注与研究。与此同时，光纤干涉传感器，尤其是近几年来基于光纤模间干涉的传感器，因其较高的灵敏度及较低的成本，在传感领域掀起了一阵研究热潮。本文研究了两种光纤模间干涉的传感机理和三种不同的光纤光栅的传感特性，并将两者有机的结合起来构成新型传感器，并对新型传感器的多参量同时测量特性进行了理论及实验研究。主要内容包括：1）概述了光纤光栅的发展历史、分类及在传感领域的应用，并对光纤传感器的传感原理、分类及面临的问题进行了详细的介绍和分析。简单描述了光纤模间干涉传感器的研究进展，并对实现光纤模间干涉的几种原理和方法分别做了概述。2）介绍了单模-多模-多模（SMS）结构的多模干涉原理，对其理论模型进行了阐述，对其结构进行了数值仿真，并对长周期光纤光栅的（LPFG）的传感特性进行了描述。基于SMS结构的多模干涉原理和长周期光纤光栅的传感原理，提出了一种SMS结构和长周期光纤光栅级联实现温度和折射率同时测量的传感器。利用干涉谱特征波长和长周期光纤光栅对温度和折射率的不同灵敏系数，实现同时测量，温度和折射率的测量精度可分别达到±0.59℃和±0.0013。3）分析了多模-单模-多模（MSM）结构的基本理论，对其传感原理进行了阐述，并对其结构进行了数值仿真，与此同时，对光纤布拉格光栅（FBG）的温度和应变特性进行了分析。基于MSM+FBG结构的传感特性，及这两个结构对温度和应变的不同响应特性，构成对温度和应变同时测量的光纤传感器。利用干涉谱特征波长和FBG对温度和应变的不同灵敏度系数，实现同时测量，温度和应变的测量精度分别为±0.2℃和±8.25με。4）分析了保偏光纤光栅（PMFBG）的传感特性，然后提出了一种基于MSM+PMFBG的实现温度、应变和折射率三个参量同时测量的光纤传感器，在实验中对MSM结构和PMFBG的温度、应变及折射率特性分别进行测量，由于其具有不同的敏感系数，实现了对温度、应变和折射率的同时测量。