光纤光栅(fiber grating)作为一种结构新颖、性能优异的光无源器件，因其具有诸多独特的光学性质，使其在光通信和光传感领域具有非常广泛的应用前景。其中，光纤光栅在传感应用领域以其灵敏度高、动态范围宽、可靠性好、抗电磁干扰能力强、质轻体小、便携灵便及易于构建传感网络等特点，受到各国研究者的极大关注。本文主要阐述作者三年来在光纤光栅传感方面的有关工作及研究成果。　　 本文内容源于国家科技部863计划课题、国家973计划项目子课题、国家自然科学基金、南开大学科技创新基金等，在继承前人的基础上，系统研究了均匀与非均匀应变、温度场作用下的光纤光栅基本特性及其传感理论，并利用光纤光栅波长或谱形(带宽)编码技术，研制出新型光纤光栅波长与带宽调谐器件以及高灵敏度压强、流速传感器件，在理论、实验方面取得了一些创新性研究成果。全文共分五章，具体如下：　　 第一章：简要介绍了光纤光栅的发展历程及研究意义。概述了当前光纤光栅的制作技术、分析了它们的各自特点，阐述了光纤光栅在光传感及光通信领域的典型应用。详细分析了光纤光栅非均匀应变、温度场传感的研究现状。　　 第二章：从麦克斯韦方程出发，详细推导了光纤光栅耦合模理论，细致分析了光纤布拉格光栅以及长周期光纤光栅的光学特性。概述了光纤光栅传输矩阵法、傅氏变换法及多层膜传输法，并阐释了它们的各自特点。　　 第三章：系统研究了均匀应变、温度场作用下的光纤光栅传感特性，概述了典型的光纤光栅应变-温度交叉敏感解决方案。详细分析了横向应变作用下的光纤光栅谱形特性。简要介绍了典型的光纤光栅中心波长调谐技术，并详细研究了基于自行提出的开口环结构的新型光纤光栅波长调谐机构，理论推导了波长调谐数学关系式，实验获得该机构的波长调谐灵敏度为3.18nm/N。　　 第四章：利用传输矩阵法首次系统研究了非均匀应变、温度场作用下的光纤光栅光学特性。提出一种新颖的基于开口环结构的光纤光栅带宽线性调谐装置，理论推导了带宽调谐数学关系式，实验获得该装置的带宽调谐灵敏度为0.34nm/N。利用步进电机及相关驱动电路、控制软件，研制出新颖的光纤光栅带宽可控调谐装置。　　 第五章：根据光纤光栅波长及带宽调谐原理，设计并研制出两种高灵敏度光纤光栅压强传感器，其中最高压强传感灵敏度高达7.2MPa-1，据相关文献检索，该压强灵敏度是目前报道的最高值。基于高灵敏度光纤光栅压强传感器，我们首次提出并实现了一种基于光纤光栅的高灵敏度差压式流速传感器，其动态感测范围约为51～147mm/s，分辨率优于3mm/s。　　 最后，总结全文，展望光纤光栅传感技术研究方向。