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光纤传感器因为具有抗电磁干扰、质量轻、结构紧凑等诸多优点，倍受学界与产业界重视，并已成为传感器领域的研究热点。本论文通过对光纤传感器的国内外研究现状的整理与总结，提出或改进了五种光纤传感器，主要应用于折射率、温度、应变与液位测量，并使它们的灵敏度等性能指标有了显著提高。本篇论文的主要工作内容如下：（1）实验研究了飞秒激光微加工的特点，利用飞秒激光在一种基于光子晶体光纤的MZI传感器中加工单个微孔，并进行折射率与应变测试，与无孔传感器的灵敏度进行了对比并分析原因，之后还采用氢氟酸两次腐蚀微孔并进行折射率测试，对比每次腐蚀以后的折射率灵敏度并分析结果。最后对传感器进行了双微孔烧蚀加工并对折射率灵敏度进行测试。（2）利用熔融-连接法制备两种光纤MI传感器。一种是用单模光纤加工的单锥式MI传感器，分析了不同熔接参数组合对传感器的信号损耗的影响，并应用该传感器进行了温度测试。另外采用多模光纤制备了一种的三明治式MI传感器，并将其用于测试液位深度。（3）利用CO2激光进行单点烧蚀的方法制备两种光纤传感器，先制备出一种单锥式MI传感器并在端面进行镀膜获得更高的干涉对比度，并用于测试液体折射率。之后加工出一种组合式MZI传感器，先后用于折射率与温度测试。本论文的主要创新点为：（1）提出了一种利用飞秒激光在MZI传感器中加工微孔的方法，使其折射率灵敏度提高了2倍以上。研究发现在光子晶体光纤上烧蚀微孔可以提高原有传感器的折射率灵敏度，当加工单孔时灵敏度是无孔时的2倍，而双孔时的灵敏度则是无孔时的5倍。此外，氢氟酸腐蚀微孔的办法并不能提高传感器的折射率灵敏度。（2）提出一种利用熔融-连接法制作单锥式MI传感器的方法，制备出最大衰减峰为16dB的传感器并用于温度测试，该传感器适用于25-1000℃的测量范围，特别是在300-1000℃范围内时温度灵敏度为78pm/℃，高于其他同类型的传感器，同时具有较好的热稳定性。针对传感器在低温与高温时所体现出的不同温度灵敏度，从理论上进行了分析与解释。（3）提出一种基于单模-多模-单模（S-M-S）结构的光纤MI传感器用于液位与折射率测试。由于多模光纤的长度直接决定干涉信号的衰减峰值，提出一种优化多模光纤长度的方法，通过比较引入的损耗信号强弱来决定最合适长度。制备了最大衰减峰为13dB的传感器在多种不同折射率的液体中进行液位测试，测到液位灵敏度最大为-0.368nm/mm，测量范围0-20mm。对盐溶液的折射率灵敏度为-41.69nm/RIU。（4）提出一种利用CO2激光进行单点烧蚀法加工的单锥式MI传感器，端面镀膜后折射率灵敏度高达-197.3nm/RIU，远高于普通的长周期光栅传感器和双锥结构的MZI传感器。（5）采用熔融连接和CO2激光单点烧蚀的复合加工方法加工了一种非对称结构的MZI传感器，具有更高的折射率灵敏度。测得该传感器的折射率灵敏度为69.59nm/RIU，是双锥式传感器3倍多。用作温度传感器时，在500-800℃的温度范围内达到了0.1299nm/℃的温度灵敏度，高于对称结构的干涉式光纤传感器，非常适用于高温区的温度测量。