自从上世纪70年代低损耗光纤发明以来,光纤传感作为光纤应用的两大领域之一,和光纤通讯一起,发展十分迅猛。由于光纤具有体积小、质量轻,对检测对象影响小；耐久性好,可以抵抗包括高温在内的恶劣环境及化学侵蚀；不受电磁场干扰,也不会引入电火花等危险因素的优点,是很多工作环境下的首选方案。光纤光栅是使用最多的光纤传感器,它具有波长编码的特征,本身就具有组网功能,光纤分布式和准分布式的测量方式使得一条光纤上就挂载了大量数目的传感器,在建筑物、大坝、铁路、船舶内部,飞机机翼或者是滑坡监测等需要大量传感器同时监测的场合,光纤感知也是一个必选方案。本论文从几种光纤光栅感知技术和光纤传感网络的实现方案方面进行了比较深入的理论和实验的研究,介绍一些我们取得的创新性成果。本论文主要包括:　　 首先介绍了光纤传感器的研究历史,现状和商业发展状况。列举了几类光纤传感器的工作原理和应用领域,突出了光纤类传感器的使用特点和优势。接着介绍了光纤光栅这类光纤传感中使用最多的光纤器件,从光纤光栅特殊封装和特殊光纤光栅结构两方面为例,表明这类器件实现对环境全面感知的可行性。这里具体分析了光纤光栅的感知模型,对温度和应力的本征敏感性,以甲烷气体为例,说明了功能封装的实现过程。还具体介绍了一类特殊的倾斜光纤光栅,介绍了它的特殊制备工艺,特殊的频谱特性,以及它的独特的传感应用。　　 然后讨论比较了几类光纤光栅复用和信号解调的准分布式方案。介绍了传感网络拓扑的种类,提出了一类新型的光纤频域反射率计--LC-OFDR技术,分析了它的结构、原理和性能参数。经过比较分析,发现LC-OFDR的性能参数非常适合应用于光纤光栅准分布式传感网络,实验验证的其可行性。　　 在光纤分布式传感网络实现方面,深入研究了光纤布里渊效应,首次利用光纤受激布里渊中的慢光效应实现了传感应用。我们对温度控制光纤受激布里渊慢光大小的可行性进行了理论讨论和实验验证,找到了温度敏感系数在布里渊增益峰附近的变化曲线。　　 最后我们创新性的用控制两个相对传播的激光脉冲在传感光纤上相遇位置的方法,实现了基于光纤受激布里渊慢光效应的温度场测量。这个方案的特点是可以快速跟踪传感光纤上需要重点关注的位置,这是以往的基于光纤分布式传感所无法实现的,它在某些实际应用场合下是有优势的。另外本方案在解调端的复杂度和设备成本上都具有竞争优势。