光纤传感器具有许多优势,如抗电磁干扰、可长距离操作、耐腐蚀,并且响应速度快、灵敏度高,因此,其在食品安全、医学和环境监测等诸多领域具有广泛应用价值。基于宏弯曲结构光纤设计的光纤传感器具有结构简单、易于制备等优势,并且其可以构成点式的测量器件。本论文以实现结构简单、制备成本低廉,并具有高灵敏度以及温度补偿功能的光纤折射率传感器为目的,通过分别将宏弯曲结构光纤和错位结构、热缩套封装的单模-多模（SMF-MMF）交替结构光纤相级联,分别获得了高灵敏的折射率传感器以及可进行折射率和温度同时测量的光纤传感器件,论文主要内容如下:（1）提出了一种基于纤芯错位和宏弯曲级联结构的光纤Mach-Zehnder干涉仪,实现了高灵敏度的折射率测量。利用光纤的错位结构,会使光纤纤芯中传输的一部分光耦合进入包层,而其中一部分的光能量会在光纤弯曲结构的末端重新耦合回纤芯,从而构成一个Mach-Zehnder光纤干涉仪。变化的折射率可以通过监测干涉峰的漂移进行检测。实验研究了不同宏弯曲半径和纤芯偏移量对器件折射率传感性能的影响。结果表明,干涉峰随折射率的变化呈非线性变化。随着宏弯曲光纤半径的减小,光纤的传输损耗增大,并且当探头的宏弯曲半径为5.5 mm,芯轴偏移量为8μm和12μm时,折射率测量范围会减小。当光纤传感器的纤芯错位2μm,光纤宏弯曲结构的半径是5.5 mm时,在折射率1.43条件下,传感器的折射率灵敏度可高达699.95 nm/RIU。在1.35-1.38折射率范围内,光纤纤芯偏移量为8μm,宏弯曲光纤半径是5.5 mm时,该传感器亦可用于强度调制,其灵敏度为366.78 d B/RIU。最后,对传感器的温度特性、迟滞和稳定性进行了分析,得到了该光纤传感器的温度灵敏度为0.112 nm/℃,迟滞量小,并具有良好的稳定性。（2）提出了一种级联宏弯曲光纤和热缩套封装的交替SMF-MMF结构的光纤传感器,可同时进行折射率和温度的测量。交替的SMF-MMF结构具有长周期光纤光栅（long period fiber grating,LPFG）的传输特性,通过将其密封在热收缩管中,可以提高其温度敏感性。当四个多模光纤段嵌入单模光纤段时,其中多模光纤段和单模光纤段的长度分别为250μm和400μm时,在透射光谱中（1217.8 nm位置处）可以产生一个明显的LPFG谐振峰,其消光比为36.9 d B。通过级联一个直径为9 mm的宏弯曲光纤结构,可在1621.2 nm的波长处产生一个Mach–Zehnder干涉峰。通过监测LPFG谐振峰的漂移可实现温度的测量,而通过监测干涉峰的漂移,可完成折射率的测量。实验结果表明,该器件在温度35-80℃区间,温度灵敏度为-255.52pm/℃,在折射率1.335-1.38区间,折射率灵敏度为165.04 nm/RIU。