随着单模-多模-单模(SMS)全光纤结构的传感器在光纤传感领域的不断发展,SMS结构由于其结构简单、制作方便、灵敏度高等优点受到广泛关注。但是全光纤结构的传感器存在光谱易受干扰,峰值波动较大等问题。针对这一问题,本文提出一种SMS与布拉格光纤光栅(FBG)结合的高应变灵敏度传感器。利用SMS结构中多模光纤纤芯粗、易耦合的特点,将多模光纤进行熔融拉锥处理以提高传感器灵敏度,在多模光纤的锥区一侧刻写FBG,使传感器基于谐振波长的变化检测外界参量的改变,相比普通FBG具有更高的应变灵敏度,相比全干涉型传感器具有更好的抗干扰性。并在此基础上对传感器的制备工艺、解调算法提出改进,详细分析锥区不同区域的传感特性。本文主要研究工作如下:(1)结合多模干涉原理、耦合模式理论分析SMS结构的光谱特性,分析折射率渐变型多模光纤光栅、折射率阶跃型多模光纤光栅中模式激发的特性,以及光纤半径、光栅长度对光谱及传感特性的影响,在此基础上提出单模-拉锥多模-单模(STMS)型的光纤光栅传感器。(2)基于理论推导的结果对传感器光谱进行数值仿真,研究焊接参数、拉锥长度、拉锥速度、光栅刻写位置对光纤几何特性及光谱形状的影响,基于仿真结果选取合适参数熔接光纤,结合熔融拉锥法和相位掩模板法制作不同参数的STMS-FBG传感器,分析对比不同参数传感器的几何特性及光谱特性。(3)基于光频域反射技术(OFDR)解调原理,设计提出一种针对STMSFBG的解调方法。通过对位置信息和光谱信息的解调,实现对锥区不同半径区域光栅的高空间分辨率解调。(4)将制备的不同参数的传感器分别进行温度传感和应变传感实验。分别利用整体解调和分段解调的方法对光栅进行解调,分析不同参数传感器的不同传感特性及同一传感器锥区不同位置对应的不同传感特性。实验验证温度、应变灵敏度与锥区半径的定量关系,实现高灵敏度、高空间分辨率应变传感测量以及温度、应变的同时检测。