近些年来,光纤传感技术越来越被研究者们所重视,越来越多的光纤传感器被设计并应用到实际的工程领域。其中,全光纤传感器因结构简单、易制备、成本低等优点而成为研究的重点。目前,在众多的全光纤传感器中,大部分传感器都是基于普通圆柱形光纤进行加工的制备的。相较于普通圆柱形光纤,通过光纤表面加工方法制备的异型光纤基材具有非圆对称的特性。在非圆对称的异型光纤基材上进行二次加工,容易对光纤的纤芯结构产生调制作用。对纤芯调制从而形成的光纤传感器往往具有良好的传感特性。为探索不同的异型光纤基材和不同的二次加工方法对于纤芯结构的所产生的调制作用以及由此带来的传感特性的变化,本文基于异型光纤基材制备了多种新型的光纤传感器,并对其相应的传感特性进行研究。首先,本文在一根普通单模光纤上制作两个相隔一定距离的薄片,形成双薄片结构,并在此基础上制备了一种椭圆芯型MZI。其次,本文在薄片型光纤基材上进行二次加工制备了三种新型的LPFG,分别是基于薄片光纤基材的CO₂-LPFG、基于薄片光纤基材的熔锥型LPFG和基于薄片光纤基材的椭圆芯型LPFG,并对他们相应的传感特性进行了研究。其中,基于薄片光纤基材的熔锥型LPFG和椭圆芯型LPFG的纤芯被调制成了椭圆形。椭圆芯型LPFG具有低温度灵敏度和高应变灵敏度等特点。最后,本文在D型光纤基材上定点放电制备了一种新型的拱形芯型LPFG,并对其温度、扭转、弯曲传感特性进行了研究。实验结果表明拱形芯型LPFG的纤芯被调制成了拱形,并且拱形芯的弧度是可控的。拱形芯型LPFG可以对不同方向上的弯曲进行判别,并且灵敏度良好。本文以异型光纤基材为基础,通过电弧放电、电热式熔融拉锥、定点加热等方法进行二次加工,探究了不同的异型光纤基材和不同的二次加工方法的组合对光纤结构和传感特性的所产生的影响,并制备了具有良好传感特性的光纤传感器,如椭圆芯型LPFG和拱形芯型LPFG。