光子晶体光纤长周期光栅是一种新型的光波导结构，属于无源器件。它是通过在光子晶体光纤上实现折射率或者光纤结构的较长周期的调制而得到，同时结合有光子晶体光纤和长周期光栅的优点。本文研究并建立了普通光纤弱调制长周期光栅及光子晶体光纤强调制长周期光栅的数学模型，设计了基于长周期光纤光栅的传感器件并得到实验验证。具体研究内容如下：1、根据耦合模理论建立普通光纤弱调制长周期光栅的数学模型；利用局部耦合模理论分析光子晶体光纤强调制长周期光栅的耦合机理并建立数学模型。利用高频CO2激光刻槽法在折射率引导型光子晶体光纤上成功刻写长周期光栅，分析了该光子晶体光纤与普通单模光纤无坍塌熔接的参数设置；实验检测该长周期光栅对温度、折射率的响应特性。2、提出并实现了一种基于长周期光纤光栅和空气腔的紧凑型微位移传感器。利用长周期光纤光栅端面和单模光纤端面构成的空气腔作为传感部分。实验表明，传感器的波长漂移与空气腔长度呈线性关系，这与理论分析相吻合。实验结果显示，在0-140μm范围内该微位移传感器灵敏度可达~0.22nm/μm。3、提出并实现了一种具有高反射率的反射型长周期光纤光栅传感器。通过在光栅一端尾纤的端面及侧面上镀一层厚约120nm的银膜，实现高反射率反射型工作模式且反射谱中未出现高频干涉谱。与光时域反射仪相结合，实现了长距离传感应用。在实验中成功实现100km处折射率的测量。4、提出并实现了一种基于光子晶体光纤长周期光栅的强度解调的折射率和温度同时测量系统。利用较好的温度不敏感性,在该系统中光子晶体长周期光纤光栅提供了稳定的波长相关的强度谱图。实验结果表明我们的系统能够很好地工作。该传感系统结构紧凑，适合应用于廉价的实时监测中。