光纤传感器相比传统电传感器具有独特的优势，如抗电磁干扰能力强、集成度高、体积小等，近年来受到国内外学者越来越多的关注。少模光纤与单模光纤、多模光纤相比，具有模式数量有限、低非线性、模场面积大等优点，在光纤通信、光纤传感、器件制作等领域逐渐得到关注，基于少模光纤制作的传感器也逐渐成为新型传感器的研究热点。　　本文在总结目前少模光纤传感器的技术和研究现状的基础上，理论分析了少模光纤的模式特点，提出了基于少模光纤制备的模式干涉型和模式耦合型传感头，并对其传感特性开展理论分析与实验研究工作。论文的主要内容包括：　　首先，利用标量法对少模光纤建立模式传输数学模型，通过光场的电磁边界连续条件推导出了传输模式的特征方程，并通过对特征方程进行数值求解，详细分析了少模光纤中的传输模式。利用模式激发理论，对光从单模光纤入射到少模光纤时所激发出的基模和高阶模激发系数进行了理论推导，为模式干涉型传感头结构参数的优化设计提供了理论依据。　　其次，对少模光纤光栅模式耦合原理进行研究，结合耦合模理论，推导出了少模光纤布拉格光栅和长周期叠栅模式耦合方程，解释了多谐振峰的原因，理论分析了少模光纤光栅的温度、曲率和折射率传感机理，为模式耦合型传感头的制备提供了理论依据。　　然后，设计了一种基于单模光纤和少模光纤错位熔接的模式干涉型传感头，对其传输光谱进行了仿真研究，阐述了其传感机理。基于光纤熔接技术制备了错位结构传感头，通过对传输光谱进行傅里叶变换，分析了参与干涉的两种模式。实验得到了传感头温度、折射率灵敏度，并对实验结果进行了详细分析和讨论。　　最后，对少模光纤布拉格光栅和长周期叠栅传输光谱的各个影响因素进行了仿真研究，制备了少模光纤布拉格光栅、粗锥-布拉格光栅级联、长周期叠栅三种结构的模式耦合型少模光纤传感头，对温度、曲率、折射率传感特性进行了深入研究，利用少模光纤光栅多谐振峰特点，一方面，通过系数矩阵解调，实现双参量测量；另一方面，通过波长差值解调，避免折射率传感测量中温度的干扰。　　本文对不同种类的少模光纤传感头折射率、温度和弯曲传感特性进行了理论和实验研究工作，为少模光纤传感器的深入研究和应用奠定了基础。