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强度调制型光纤传感器是光纤传感器的重要类型,由于结构简单、解调容易、可绝对测量、抗干扰和成本低等优点,在光纤传感技术发展初期即被广泛研究并最早进入商业应用。然而,传统的强度调制型光纤传感器在结构设计和信号处理方面投入较少,导致光源输出功率波动和光路寄生强度调制严重影响了传感器的测量精度和稳定性,因此强度调制型光纤传感一直被认为是一种低精度传感手段,影响了这类型光纤传感器的应用。本文在分析现有强度调制型光纤传感器强度补偿技术的基础上,提出了一种基于脉冲自参考的强度补偿技术,从理论上可以完全抑制光源强度波动、光路传输损耗变化、耦合器耦合比波动、光电探测器响应度差异等诸多影响因素;本文基于该技术设计了高精度强度调制型光纤传感方案并进行了相应实验研究。通过对所设计的高精度强度调制型光纤传感方案在强度补偿能力、噪声和稳定性三方面的工作性能进行测试和优化,使其初步具备了物理量高精度传感的能力。在此基础上,为扩展其应用范围和验证其实现高精度传感的能力,利用优化后的系统,通过具体传感单元的设计,分别进行了基于光纤端面菲涅耳反射的折射率传感、基于低折射率涂覆材料覆盖的微纳光纤探头的温度传感和基于光纤端面半导体镀膜探头的温度传感实验。本论文的主要研究结果和创新如下:1.提出了基于脉冲自参考的强度调制型光纤传感器强度补偿技术,分析了其对于光源强度波动、光路传输损耗变化、耦合器耦合比波动和光电探测器响应度差异的补偿原理,并研究了该技术中存在的非理想因素对于系统的影响情况。2.对基于脉冲自参考的高精度强度调制型光纤传感方案在强度补偿能力、噪声和稳定性三方面的工作性能进行测试和优化。在运用相关技术抑制偏振态和加性噪声影响后,系统噪声得到抑制,长期稳定性和开机重复性实现了提升:有效噪声相对变化?达到0.00039dB,30分钟长期稳定性波动Δ为0.00012dB。3.基于所研究的高精度强度调制型光纤传感方案,分别研制了基于光纤端面菲涅反射的折射率传感器,最小折射率分辨可达到1.6×10-6RIU;基于低折射率涂覆材料覆盖的微纳光纤探头的温度传感器,温度灵敏度达到-0.063dB/℃,温度分辨率可达0.008℃;基于光纤端面半导体镀膜探头的温度传感器,在传感探头温度灵敏度仅为0.0034dB/℃的情况下实现了0.2℃的温度分辨率。