倾斜光纤光栅(TFBG)是一种结构特殊的无源器件,有着重量轻、体积小、抗电磁干扰、可重复使用等诸多优势,所以在光纤通信和传感领域开辟了一片新的天地。本文利用OptiGrating光学仿真软件和Matlab对不同结构的TFBG、级联TFBG以及TFBG在不同环境折射率介质中的光谱变化情况进行仿真,主要内容如下:首先介绍了TFBG的发展历程和研究现状,分析TFBG的基本结构,导出TFBG纤芯基模、包层模以及辐射模的反射率、布拉格谐振波长和包层模谐振波长、条纹可见度等表达式。其次分析了不同结构参数对TFBG光谱特性的影响,包括倾斜角、纤芯包层参数、光栅周期、栅长及折射率调制深度对透射光谱的影响,总结了不同结构参数间的相互补偿作用。最后研究了级联TFBG结构(包括两级相同结构光栅之间的级联、不同结构光栅之间的级联、多级级联等),分析不同级联结构的光谱特性。将单个TFBG结构和级联TFBG结构应用于折射率传感检测,发现微小折射率的变化令在波长1.542μm附近的高阶包层模对环境折射率尤为敏感,并且在一定的变化范围内灵敏度极高,最高能达到10-5数量级,可以应用在高精度折射率传感领域,同时对比发现,级联结构能将折射率探测精度提高1倍。