长周期光纤光栅（LPFG）自从上世纪开始就受到了大量研究人员的普遍关注,其拥有其他类型传感器没有的许多优势,在很多领域都有较为良好的应用。本文以高频CO₂激光器写入的普通LPFG为基础,提出了两种基于长周期光纤光栅的新型结构传感器的创新性研究,深入研究了这些新型结构LPFG的传感特性。本文以微扰型LPFG和近螺旋LPFG为研究对象。简述了LPFG的光谱原理及传感特性,进一步研究了微扰型LPFG和近螺旋LPFG的光谱原理。主要内容包括:简单说明了LPFG的基本原理、特性和应用;对常规型和特殊型LPFG的发展近状做了概述。结合模式耦合原理、传递矩阵分析法和相位理论,分析了微扰型LPFG和近螺旋LPFG的光谱特征。本文首先提出了一种微扰型LPFG传感器,该种传感器在常规光栅区域的中间引入一段微扰结构,即一定长度的多模结构。该微扰结构使得原始LPFG透射峰分裂为双峰。详细说明了微扰型光纤光栅的制备方法,研究了该双透射峰的轴向应变和温度传感特性,这两个谐振波长在一定的范围内随着轴向应变和温度线性变化,但是双谐振波长的轴向应变灵敏度都偏低。根据这两个谐振波长的轴向应变和温度灵敏度,可以实现轴向应变-温度的双参量测量。而后研究了两个双透射峰的弯曲和温度的传感特性,结果表明在一定的范围内随着弯曲和温度而线性变化,因此也可以实现弯曲和温度的双参量测量。研究了一种近螺旋LPFG扭转传感器,该传感器是周期性的、垂直的、近螺旋的折射率调制的长周期光纤光栅。近螺旋LPFG的包层耦合模式比普通LPFG的包层耦合模式更高阶。本文介绍了近螺旋LPFG的制备方法,研究了近螺旋LPFG的扭转特性,并对其相关偏振特性进行了实验研究,结果表明谐振波长在顺时针扭转时向着长波方向线性红移,在逆时针方向向着短波方向线性蓝移,且对入射光偏振态不敏感。