纳米磁流体是将包裹上表面活性剂的纳米级强磁性颗粒均匀分散在合适载液中所形成的一种稳定胶体溶液，也就是说磁流体是一种具有强磁性的新型复合功能材料。它不但具有固体磁性材料的磁性，还具备液体材料的流动性。由于磁流体的微观结构在磁场作用下可形成规律性的有序分布，使得磁流体表现出许多独特的光学性质。本论文主要研究基于磁流体的可调折射率特性实现的两种磁场传感器，以及基于磁流体动态微观结构特性所研究的周期型磁场对磁流体透射特性的影响。磁流体的可调折射率特性作为磁流体众多磁光特性的一种典型性质，一直以来都是人们研究的热点。我们利用此特性设计了两种磁场传感系统，一种称之为“V形槽传感系统”。当激光束通过填充磁流体的V形槽时，由于出射光的传播方向受到V形槽填充磁流体折射率大小的影响，另磁流体折射率大小与磁场强度有关，因此可通过测量出射光在探测平面上的位置间接得到磁场强度的大小。这种传感系统避免了传统传感器的诸多缺陷以及基于法拉第效应磁场/电流传感中所存在的本征双折射的影响，具有结构简单，且可工作于任意入射角下等特点。另一种称之为“毛细管传感系统”，当激光束通过填充磁流体的毛细管时，由于毛细管所形成的四透镜模型，使得出射光的焦线位置受到磁场强度大小的影响，因此可通过测量出射光的焦线位置得到磁场强度的大小。这种传感系统除具有V形槽传感系统的优越性之外，还具有传感媒质用量少、设备微型化、易于操作等优点。理论分析了这两种传感方法的测量原理、精确度和灵敏度，数学上表征了光通过这两种系统的传播情况，并进行了实验验证。在我们的实验参数和条件下，对于V形槽传感系统，其磁场传感灵敏度最大可达7.5mm/T；对于毛细管磁场传感系统，其磁场传感灵敏度最大可达3.75mm/T。磁流体在外磁场作用下的磁光调制作为磁流体的另一典型特性，也一直受到研究者的青睐。我们在传统的磁流体磁光调制研究基础上，通过周期性开关磁场改变磁流体薄膜样品的透过率随时间的变化，研究了透射光的调制特性与磁场周期之间的定量关系。实验发现在方波式调制与振荡式调制之间存在一个过渡调制周期，且此过渡调制周期与磁场强度和磁流体浓度成反比。当磁场强度为0.505T时，对于浓度为5.62%的样品，其最小过渡调制周期为40s；当磁场强度为0.134T时，对于浓度为1.87%的样品，其最大过渡调制周期为282s。研究发现，这种磁流体透射特性与磁场周期的关系对开发实际基于方波式调制的磁流体光子器件具有很好的参考价值和指导意义。