光纤传感器具有抗电磁干扰、成本低、体积小、结构紧凑等优点,因此它已经被成功应用到很多领域,特别是近年来全光纤倾斜传感器在大型建筑物的健康监测、石油钻井、精密仪器检测等领域受到了广泛关注。现有的光纤倾斜传感器主要基于耦合原理,利用光纤光栅共振峰的移动或者强度的变化实现检测,因此其存在灵敏度普遍不高的不足之处。基于此,本文研制了三种基于干涉原理的高灵敏度全光纤倾斜传感器,包括基于Michelson干涉的光纤倾斜传感器,基于拉锥-大偏置(Taper-offset)的M-Z干涉的光纤倾斜传感器,基于长周期光纤光栅-大偏置(LPFG-offset)的M-Z干涉的光纤倾斜传感器。论文首先根据干涉原理理论分析了可识别方向高灵敏度全光纤倾斜传感器的传感机理;其次利用仿真软件Optical BPM对设计的结构进行仿真,以得到结构的优化参数;最后根据优化参数分别制作并实验研究这三种不同的光纤倾斜传感器。实验结果与理论的预期是相符合的。论文的主要内容包括:①设计了一种结构紧凑、制作简单的基于Michelson干涉的全光纤倾斜传感器,利用手动熔接的方式对两段单模光纤错位熔接。在对其理论分析优化的同时,对其进行实验测试。实验结果表明:设计的传感器具备方向识别能力,并且在±3o的测量范围中具有极高的灵敏度2.346nm/o。②设计了一种结构紧凑、制作简单的新型的基于M-Z干涉的Taper-offset(拉锥偏置)结构的全光纤倾斜传感器,利用手动熔接机放电拉锥并在两段单模光纤之间错位熔接。实验结果表明:这种传感器具备方向识别能力,在±5o的测量范围内,具有较高的灵敏度1.154nm/o。③在第二种结构的基础进一步设计了一种新型的基于LPFG-offset(长周期偏置)结构的M-Z干涉型光纤倾斜传感器。利用CO2激光器在单模光纤上完成光栅的写入,利用手动熔接的方式完成两段单模光纤的错位。实验结果证明此种结构的传感器具备方向识别能力,并且在±3o测量范围内具有高的灵敏度0.935nm/o。通过对上述三种结构的倾斜传感器进行实验测试,其实验结果均与理论预期相吻合:具备识别方向的能力,高灵敏度,并且结构紧凑,成本低廉。这些优点使得此类传感器的研发在特殊领域有着重要的意义和广阔的应用前景,例如:石油钻井行业等。这三种传感器尽管有着独特的优点,但是仍然有需要继续提高的地方:测量范围。测量范围能在很大程度上影响着传感器的应用场合,因此下一步的工作中在重视识别方向以及高灵敏度的同时要兼顾测量范围。