光纤光栅作为一种新型的光器件技术,从理论研究走向了大规模实际应用,在光纤传感、通信等领域被广泛应用,且其市场不断扩大。论文从光纤光栅耦合模理论出发,研究了纤芯折射率受微扰情况下光纤布拉格光栅(FBG)的特性,并进行了线性微扰情况下的仿真；研究了光纤光栅调制幅度对光纤光栅特性的影响,并进行了光纤光栅调制幅度啁啾的周期均匀＼啁啾FBG和光纤光栅调制幅度对光纤光栅带宽的影响等仿真；研究了光纤光栅的传感解调技术；设计了两种基于FBG的溶液浓度检测传感器并进行了实验研究,研究了温度对溶液浓度传感特性的影响；研究了单腔FBG传感技术并进行了实验研究；研究了分布式传感网络复用技术,设计了基于FBG时分复用准分布式传感网络方案和基于单腔FBG波谱编码复用的准分布式传感网络方案,并进行了实验研究。本研究的主要成果如下：1、基于FBG的溶液浓度传感器研究设计了相移光纤布拉格光栅(PSFBG)和单模—多模—单模光纤布拉格光栅组合(SMFBG)两种结构的溶液浓度检测传感器,并进行了实验研究,实现了对四种溶液浓度的传感检测。研究结果表明：随着溶液浓度的增加,PSFBG的label波长发生红移,在高浓度情况下,传感器的灵敏性增大；在SMFBG中蚀刻的多模光纤高阶模式受外界折射率的影响较大,而基模受外界环境折射率的影响较小,用基模与高阶模的波长差来检测溶液浓度,阶数越高的高阶模传感灵敏度越高。2、基于单腔FBG的传感技术研究研究了单腔FBG的光谱特性、传感机理并进行了仿真分析；设计了单腔FBG差分应变传感实验系统,并进行了实验研究。研究结果表明：单腔FBG差分应变传感具有较高的测量精度,测量结果的标准误差小于±18με,测量结果也不受外界环境温度的影响；采用傅里叶变换对传感信号进行解调,方案简单,不需复杂的电气解调设备。3、FBG在准分布式传感网络中的应用研究1)为有效地提高光纤光栅复用数量,提出了一种基于FBG的TDM准分布式传感网络方案,并进行了实验研究。方案中传感解调模块以TDM的方式与多个传感通道相连通,利用传感通道选择光链路以时分复用方式实现传感解调端对多个传感通道的开关控制,以时分／波分相结合的机制对准分布式传感量进行解调；在实验系统中,基于匹配光纤光栅解调方案下,以2.5Hz的循环测试频率,多次测量同一FBG周期,测得系统的解调精度为±0.06nm,具有较好的重复测量稳定性；方案结构简单可行性好且具有良好的可升级扩展性。2)设计了基于单腔FBG波谱编码复用技术的准分布式传感网络方案,给出了波谱编码复用机理、准分布式网络系统结构并进行了实验研究。研究结果表明：基于单腔FBG的传感方案具有较低的测量误差,解调装置简单；所有传感器光谱都可以是重叠的,波谱编码不占用带宽资源,使用波谱编码和WDM技术相结合的混合复用方式进行准分布式复用,可大大提高系统的复用容量,传感系统信号处理方法简单,成本低廉,具有较高的实用价值,有望在大规模准分布式监测系统中发挥重要的作用。