少模光纤(Few Mode Fiber,FMF)内可以同时传输基模和少数几个高阶模,不仅具有单模光纤附加损耗和低模式色散的优点,而且兼顾多模光纤低非线性的优势。少模光纤传感的本质是模间干涉,由于少模光纤内的不同模式对外界物理量的灵敏度不同,因而少模光纤可以实现多参量传感,同时也可解决交叉敏感的问题。本文对圆芯阶跃型少模光纤中两个圆对称模式之间的干涉进行了详细研究,通过计算仿真了模间干涉的应变和温度相位灵敏度,设计了一种温度不敏感传感少模光纤;搭建实验光路验证了这种少模光纤的传感特性,说明该少模光纤能够有效解决广泛存在于光纤传感中的应变和温度交叉敏感问题;研究少模光纤的光谱传感特性,提出了少模光纤实现双参量传感的方法。本文围绕圆芯少模光纤的传感特性研究,主要完成了下列研究工作:(1)对少模光纤的模间干涉原理进行理论分析,同时对少模光纤的应变和温度传感特性进行研究,推导出了应变和温度的相位灵敏度公式,初步建立了少模光纤的传感理论。(2)根据相位灵敏度的理论及仿真结果,设计了一种温度不敏感的少模光纤,这种少模光纤可以解决光纤传感中的交叉敏感问题。同时仿真分析了少模光纤中圆对称模式的功率分布情况,为实验中的模式激发提供理论依据。(3)研究了少模光纤的应变和温度传感光谱的峰值波长位移和相移解调方法,提出的基于空间频率的相移解调方法能够兼具波长域和频域两方面的优势。(4)设计实验系统完成少模光纤的应变和温度传感测试。根据实验结果,得出结论:1)四种少模光纤的应变和温度独立测试结果验证了我们仿真算法的正确性和普遍性;2)设计少模光纤和普通少模光纤的应变和温度交叉测试结果验证了设计少模光纤的温度不敏感性,对指导我们设计传感用少模光纤参数具有重要意义。