倾斜光纤光栅（Titled Fiber Bragg Grating,TFBG）是一类具有特殊结构的光纤光栅,因其纤芯轴向与光栅栅面间存在一个倾斜角导致其耦合方式发生了改变,使其不仅具备普通布拉格光纤光栅的优点,还有着自己独有的优势。普通FBG对外界环境折射率不敏感,而TFBG由于包层模的存在使其对外界环境折射率十分敏感;使用一支FBG无法解决温度应力等交叉敏感问题,而TFBG可以利用包层模的特性去解决这一难题。因此TFBG在传感等领域受到了科研工作者的广泛关注。本文主要对TFBG的耦合模理论、不同结构参量下光谱特性变化、传感特性进行了研究,并在这些研究的基础上,进一步提出了一种用于监测液体管道泄漏的方法和基于TFBG多参量测量方法。主要内容如下:1.介绍了光纤光栅的发展、分类和应用,并在光纤光栅的基础上进一步对倾斜光纤光栅的国内外发展现状及应用领域做了阐述。2.对光纤光栅与倾斜光纤光栅的写入方法进行了介绍,之后对光纤光栅的耦合模理论进行了详细的解释说明,并通过类比的方式推导出了倾斜光纤光栅的耦合模理论。3.利用光纤光栅仿真软件OptiGrating,仿真了TFBG不同结构参量对其透射光谱特性的影响,包括倾斜角、光栅长度、纤芯半径、光栅周期、光栅调制深度对透射光谱的影响;并对各结构参量间的相互补偿作用进行了总结,为写入符合条件的TFBG提供了一定的理论指导。4.通过理论推导、仿真分析以及实验验证的方式对TFBG的传感特性进行了研究,其中包括温度、应力以及外界环境折射率传感。研究发现:TFBG各模式谐振峰波长会随着温度或应力的变化而产生线性漂移,且各包层模式对温度或应力的灵敏度基本相同;对温度传感而言,纤芯模的灵敏感比各模式包层模要高;而对应力传感而言则正好相反,此时包层模的灵敏度要明显高于纤芯模;对折射率传感特性而言,TFBG各模式谐振峰波长会随着折射率的变大而逐渐向长波长方向漂移,另外,继续增大外界环境折射率,会导致TFBG从最高阶包层模开始出现截止现象。研究结果对TFBG传感器的研制具有一定的参考意义。5.提出了一种可用于管道泄漏监测（运输液体的折射率要大于等于包层模折射率）的TFBG传感器,并通过仿真和实验的方式进一步验证了此方法的可行性。并且,在第四章TFBG传感特性研究的基础上,提出了基于TFBG多参量测量的方法。6.最后对本文研究内容进行了总结以及对本文中的不足之处提出了一些改进的思路,并对接下来的工作进行了展望。