随着物联网技术的飞速发展,光纤传感技术在信息网络和信息传感中扮演着越来越重要的角色,近年来一直被研究人员所重视。光纤传感器凭借结构简单、安全性好、灵敏度高等优点,在科研与工业中得到广泛的研究与应用,对医疗诊断、军事工程、环境监测和城市智能化的发展具有重要作用。与传统的光纤传感器相比,光纤光栅传感器可以实现大规模的复用,在实际应用中具有一定的优势。由于光纤光栅传感器是通过波长变化来测量物理参数的,其解调需要昂贵的波长解调仪,携带不够便利且光学方面解调难度也较大。因此研究低成本、易解调的高灵敏度新型光纤激光拍频传感系统具有重要实际意义。本文主要研究的内容包括:1.首先介绍了光纤激光传感器工作原理,并以分布式布拉格反射（Distributed Bragg Reflection,DBR）传感器为例,详细阐述了拍频信号的产生原理与如何使用拍频信号的频移来检测相关物理量变化。然后,综合介绍了几种常见的寻峰算法,在半峰法的基础上进行改进,提出矩形框中心点法,可提高系统的传感精度。2.提出了一种新型的光纤激光拍频温度传感系统。将DBR谐振腔中的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）用作传感元件,当FBG的波长因温度而变化时,会引起谐振腔中激光波长的变化,减小传感体积的同时实现了高灵敏度传感。通过Python程序控制铂电阻温度计及实时频谱仪,可以实现对调制有温度信息的拍频信号进行秒级自动采集。利用矩形框中心点位置法处理Python程序自动采集到的拍频信号,可有效避免拍频信号的峰值抖动问题,提高解调精度。该系统的平均灵敏度为74.039 k Hz/℃,根据实时频谱分析仪（Real-time Spectrum Analyzer,RSA）最高精度,通过灵敏度计算可得该传感器的测量精度为0.47×10-3℃,具有较好的灵敏度和测量精度。同时,与传统的光学解调相比,提出的系统利用成熟的电学解调技术,降低了解调成本。3.基于频分复用技术提出了一种分布式的光纤激光拍频温度传感系统,通过耦合器使得一个传感系统中可以同时存在两个光纤激光谐振腔,实现了两路温度同时传感。由于温度测量是通过谐振腔中的FBG实现的,因此所提系统的灵敏度较高。通过Python程序控制铂电阻温度计及实时频谱仪,可以实现对复用系统中调制有温度信息的拍频信号进行秒级自动采集。此外,通过该系统测量了在肝癌细胞（Human Hepatoellular Carcinoma Cell Line,Hep G2）溶液中加入外源化学物黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）时的温度变化。除了具有结构简单,设计成本低,灵敏度高的优势,该系统对两路温度秒级测量的能力在实际应用中具有重要价值。4.提出了一种光纤激光振动与温度传感系统。通过监测偏振模拍频的时频信号和多纵模拍频的频移信号实现振动和温度的双参数测量。对振动信号进行解调时,先用变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）算法对偏振模拍频监测的时频信号进行降噪,然后对降噪后的信号进行快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）得到相应的振动频率。该系统实现了0.25 Hz的低频振动检测。此外,利用多纵模拍频信号进行温度传感时的灵敏度为9.996 k Hz/℃。测量结果表明,该双参数数字传感系统具有良好的低频振动传感能力,结构简单,信噪比高,双参数传感稳定性好,无相互干扰。在实际的结构健康监测、医疗检测领域具有一定的竞争力。