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长周期光纤光栅(Long period fiber gratings,LPGs)由于其独特的成栅原理,迅速成为研究热点。本文研究了基于悬挂单芯光纤和悬挂双芯光纤的长周期光纤光栅,讨论了用高频二氧化碳(C02)激光器制作长周期光纤光栅的参数和具体方法。分析了两种悬挂芯光纤光栅内与纤芯基模耦合的包层模式,并对它们的传感特性进行了测量分析。首先用自制搭建的高频C02激光器光栅写入系统在单芯悬挂芯光纤上写入LPGs,利用耦合模理论,通过有限元建模分析方法,对单芯悬挂芯光纤内的模场进行分析。分析该特种光栅的耦合特性,得出单芯悬挂芯光纤长周期光纤光栅源于纤芯基模LP0w和包层模LP91模的互相耦合,仿真结果与实验结果相吻合。其次,对该特种长周期光纤光栅的温度、弯曲和应力传感特性进行了测量,灵敏度分别为55 pm/℃、1.02 nm/m-1和0.3pm/με。实验结果表明,与单模光纤(Single mode fiber,SMF)的LPGs相比,单芯悬挂芯光纤光栅对弯曲和应力不太敏感,对温度的敏感度与SMF-LPGs相似。另外,我们还研究了曝光方向对单芯悬挂芯光纤LPGs的弯曲特性的影响,由于该光纤的纤芯偏离光纤轴线,导致曝光方向对单芯悬挂芯光纤LPGs的弯曲方向传感影响较大。类似地,对于双芯悬挂芯光纤LPGs,研究了曝光方向和光栅周期对光栅谐振峰的影响,双芯悬挂芯LPGs内的耦合特性,以及这种特种光栅的传感特性。仿真结果表明,在860nm处,双芯悬挂芯光纤长周期光纤光栅源于LP01基模与LP81包层模的耦合,这也与实验结果相一致。对于其传感特性,实验数据显示,双芯悬挂芯长周期光纤光栅的弯曲灵敏度最大只有0.6 nmm-1,在特殊的弯曲方向比如90°,灵敏度可低至0.03 nm/m-1。另外,这种光栅对温度灵敏(55pm/℃)但对应力不灵敏(0.09pm/με),因此可用作不受应力影响的温度传感器。相比于单芯悬挂芯光纤,双芯悬挂芯光纤中的LPGs的弯曲和应力灵敏度比单芯悬挂芯长周期光栅的弯曲和应力灵敏度更小,这更突出了其温度传感的优势;这种双芯光纤两个纤芯相隔,相互独立,会避免纤芯间的信号发生串扰,在增大光纤中信号容量、形成双通道的滤波器上都会有显著的优势。