光纤光栅及其在光纤传感器和光纤通信中的应用研究引起了人们普遍的关注,光纤光栅是性能优良的敏感元件,尤其是在一根光纤中可连续写入多个光栅构成光栅阵列。因此,将光纤光栅阵列与光复用技术相结合,并埋入材料和结构内部或贴装在其表面,从而对材料的特性(如温度、压力、应变等)实现多点监测,这是光纤光栅传感器独有的技术,是实现多点、分布式传感的重要途径。这种传感器在大型结构(如水坝、桥梁、重要建筑和飞行器、舰艇等)和特殊场合(如矿井、油田、油罐等)的安全监测方面具有极为广泛的应用前景。本文主要以布喇格光纤光栅(FBG)为研究对象,对光纤光栅单点及阵列的传感、解调等进行了实验和理论研究,主要内容包括:介绍了分析光纤光栅特性的基本理论,用耦合模理论分析对均匀周期布拉格光栅和长周期光纤光栅的光谱特性,用耦合模和传输矩阵法分析了啁啾光栅的光谱特性。以光纤光栅为传感单元,对单点传感器进行理论和实验研究。采用热膨胀系数不同的材料对光纤光栅进行温敏实验研究,利用衬底材料的带动作用,将光纤光栅对温度的灵敏度分别提高了6.9倍和13.5倍。对光纤光栅传感器的温度交叉敏感问题进行了研究,提出一种新的温度不敏感的位移测量方法。利用光纤光栅的啁啾效应,将光纤布喇格光栅斜向粘贴到矩形截面弹性梁侧面上,弹性梁弯曲时在不同层面上产生的梯度应变,实现了位移的温度不敏感测量。实现了基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的电流、电压传感器。采用波长定标法,在消除环境干扰的情况下,当电流在0~1.8A、电压在–58~58V范围内变化时,得到很好的实验结果。对长周期光纤光栅的特性进行实验研究,在温度不敏感的新颖光敏光纤上,选择特定的光栅周期和包层模式,制作出了温度和应变均不敏感的LPG。实验结果表明,该LPG对温度和应变的传感系数均远远小于普通LPG的相应系数,而对弯曲有较高的灵敏度,与普通LPG的量级相同。当温度为-10～10oC和10～50oC时,该种LPG的温度系数分别为0.045 nm/oC和0.002nm/oC;20oC时其应变系数为15nm/ε。该种LPG在精巧结构的光纤传感和通信器件的设计方面有广泛的应用前景。比较系统地研究了可调谐光纤光栅反射解调技术,给出了光纤光栅调谐和解调的基本原理,阐述了提高系统波长分辨率的方法,合作完成系统实验样机一部。该系统的波长分辨率为0.01nm,对应测量的应变分辨率为8 .27με。提出基于全光纤的边缘滤波解调方案,以长周期光纤光栅作为边缘滤波器,