随着光纤光栅制造技术的不断完善，光纤光栅已经成为目前最具发展前途和代表性的光纤无源器件之一。由于具有很多独特的优点，近年来光纤光栅在传感领域的应用得到了密切关注和研究，具有广阔的应用前景，将会大规模应用于工业控制、建筑物、桥梁、军事等领域。但是，现有的光纤光栅传感技术离真正的产业化应用还有一段距离，尚有许多原理和工程上的难点需要克服，本文主要对光纤光栅传感器的部分关键技术和实际应用中的一些难点进行了理论和实验研究。 本文首先对准分布式光纤光栅传感复用系统中关键的波长解调技术进行了理论和实验研究。我们的实验系统采用可调谐光纤激光器作为光源，结合抖动信号技术和反馈环电路以提高解调分辨率，通过Labview7开发了集信号发生、数据采集、信号处理为一体的虚拟仪器，实现了自动化实时监测。通过波分复用技术实现了工作波长1530～1560nm、扫描频率0～200Hz、分辨率1 μstrain、复用数目为20的准分布式光纤光栅传感复用系统。 提出并实现了动态与静态信号同时检测的解调技术。通过改变可调谐光纤F-P滤波器的锯齿波扫描驱动电压的工作流程，将实用于多根光栅的扫描工作模式和用于单根光栅的闭环锁定工作模式结合在一起，然后测量加在光纤F-P滤波器上的偏置电压和反馈电压即可分别解调出各传感光栅中心波长静态和动态的偏移。在对两根光栅动静态同时检测的试验中，分别获得了静态1 μstrain和动态500Hz时3.4nε/平方根Hz的解调分辨率，验证了该方法可用于动态与静态信号的同时检测。 研究高双折射布拉格光纤光栅用于多轴应变传感的原理和实现方法，对横向应力场作用下高双折射和低双折射光栅的光谱特性进行了理论和实验研究，建立了光谱响应分析模型，应用传输矩阵法对各种非均匀横向应力场下高双折射和低双折射光栅的光谱进行了数值模拟，给出了相应的光谱响应曲线。实验通过对低双折射光栅施加存在梯度的应力，实验结果表明，由于横向应力产生的双折射效应的存在，光栅的光谱发生了展宽并直至分裂成两个反射峰，同时应力梯度的存在使得其中一个反射峰再次发生分裂。这些实验结果与理论预测一致。 最后，首次提出利用光纤光栅传感器测量简支矩形薄板在横向载荷下挠度和应变分布的方法。通过在薄板4个不同位置各埋设1根光纤光栅，利用基于可调谐激光原理的光纤光栅传感解调系统检测出应变信息，并结合简支矩形板纳维叶解的前4项计算出决定挠度和应变的必要参数，最终代入矩形板各位置的坐标值即可获得矩形板各点的挠度和应变值。实验采用集中应力的方式对矩形板进行了载荷实验，实验结果与理论模拟相符，证实了该方法的可行性。