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微纳光纤（Micro-nano fiber,MNF）具有较高的表面场和倏逝波,因此能够大大提高传感器的灵敏度。微光纤马赫-曾德尔干涉仪（Microfiber-assisted MachZehnder Interferometer,MMZI）通过多模干涉（Multimode Interference,MMI）具有梳状透射谱的特性,对变量检测灵敏度高、响应快、稳定性好的优点。本文研究了3种不同结构的MMZI,并且实现光纤滤波器、光纤传感器方面的应用。通过不同的制作方法和光纤材料,使其具有较好的滤波和传感特性。本文的主要研究工作及成果如下:1.首次将光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）进行拉锥,制作出3 d B带宽为1.6842 nm,最大对比度为18 d B的梳状滤波器。通过理论分析和仿真模拟对MMZI的结构进行了论证,得出拉锥光栅为对称啁啾长周期光纤光栅（Chirp Long Period Fiber Grating,CLPG）-锥形光纤（Tapered Fiber,TF）-CLPG结构的MMZI。对Na Cl溶液折射率进行检测,发现MMZI的梳状透射谱带宽的倒数与溶液折射率呈线性关系。1550 nm处通道带宽的调谐精度为0.64318 nm-1/RIU。2.利用电弧放电和拉锥相结合的方法,首次制作出具有分离纤芯与双纺锤形结构的MMZI。微光纤和纤芯分离结构能够激发更多的高阶模式,从而提高传感器的灵敏度。通过仿真场分布确定了光的传输方式,理论分析并拟合了该MMZI的光谱。当MMZI中心锥区长度为4 mm时,温度和曲率的测量精度分别为1.2904 nm/oC和56.1947 nm/m-1。通过增加中心锥区的长度,可以提高传感器的灵敏度。当锥区长度为6 mm时温度和曲率的检测灵敏度分别为1.7563 nm/oC和60.8681 nm/m-1,其中温度的检测灵敏度在当前在MMZI的报道中是最高的。3.将保偏光纤（Polarization Maintaining Fiber,PMF）拉锥后制作为声音传感器。拉锥过程中PMF中心部位的应力区遭到破坏,形成保偏-非保偏-保偏结构的MMZI。利用MMZI对曲率进行检测,得到其灵敏度为1.7542 nm/m-1。将MMZI与宽带光源（Broad Band Source,BBS）、环形器、FBG、光电探测器组成的声波换能系统对频率为280、300、320、340、360 Hz的正弦信号声波进行检测。当声音频率为280 Hz和300 Hz时,检测灵敏度约为1.5 m V/Pa;当声音频率为320 Hz和340 Hz时,检测灵敏度约为7 m V/Pa;当声音频率为360 Hz时,检测灵敏度约为3 m V/Pa。该换能系统结构简单,灵敏度高,便于实际利用。