布拉格光纤光栅（FBG）是20世纪70年代末出现的一种光子器件，它是将紫外激光通过掩模板照射在光纤上，利用光纤材料的光敏性，使光纤纤芯的折射率随光强的空间分布发生相应变化的而形成的空间相位光栅。FBG的作用就是在纤芯内形成一个窄带的反射镜，利用这一特性可制造出光纤光栅温度、应变应力、位移及振动传感器等。把一定数量的FBG串在一条光纤上做成准分布式网络，通过波分复用技术可以实现对大型工程的在线监测，但这种传统的应用方法因光纤焊接点较多存在接入损耗大和抗拉强度较低的缺点。相比之下，拉制出的一条长距离光纤并在上面在线刻写一点数量超弱FBG的技术就具有接入损耗低、抗拉强度高和复用数量大的优点，更适合在大型工程监测中的应用。本文的主要工作如下：总结了光纤材料的光敏、损耗和色散三大特性，从理论上介绍并分析了光纤的材料组成、几何结构及弯曲等因素对光纤的光敏、损耗和色散的影响及其规律。对拉丝过程中的光纤建立轴向运动光纤的力学模型，推导光纤横向振动和纵向振动的耦合微分方程组。探讨轴向速度为零的特殊情况下光纤的横向振动规律。研究了光纤纵向振动产生的光纤折射率扰动规律。基于非线性应变下布拉格光纤光栅（FBG）的耦合模方程，用数值模拟方法探讨了线性应变和二次应变对FBG光谱的影响，得到了波长漂移、半高宽及极值强度对应变梯度的依赖关系。此外，还探讨了啁啾系数、周期差、光栅长度和调制系数对双重啁啾FBG反射光谱、强度和半高全宽的影响。为改进在线制备全同光栅阵列的波长一致性，提出一种基于弱光栅群和端面反射率的测量方法，实验测量光栅群的反射率，再计算单个光栅的反射率。对新制备的FBG进行老化训练测试，寻找适合于普通单模光纤FBG的老化机制，确保单模FBG在工程应用中具有长期稳定性和重复性。