光纤光栅是纤芯折射率受到周期性微扰形成的一种光纤无源器件。光纤布拉格光栅是一种反射式光栅,其反射波长与光栅的有效折射率和光栅周期有关,光栅的带宽和反射率取决于光栅的长度以及折射率变化的幅值。光纤布拉格光栅对温度和应变具有特殊敏感性,故FBG在光纤通信和传感领域有特殊的应用。化学腐蚀法制备光纤光栅传感器是目前最为简单的一种方法,此方法的独特之处在于无须曝光。运用化学腐蚀法,改变了光纤光栅的波导结构,让制成的光纤光栅传感器对外界折射率变化更加敏感,能在光纤传感领域有较好的应用前景。此类传感器具有体积小、成本低和灵活性高的优势,已广泛的应用在生物化学、医药化学等相关领域,逐渐成为近年来科学界研究的热点。本文主要工作为:第一,从麦克斯维方程(Maxwell equations)出发,对单模光纤的导波模式进行了推导,用在模式耦合中产生的规律,可知归一化频率一旦确定,其传输模式的种类和数量也就确定了。第二,讨论了光纤布拉格光栅的长度及耦合系数对其光谱的影响。发现光栅长度越大,FBG的反射率峰值也越来越大,反射谱的带宽逐渐减小;而耦合系数越大,FBG反射率上升的就越快。理论推导了光纤布拉格光栅传感特性规律,并取中心波长为1550nm的光栅,测出其温度响应系数为10pm/℃,应力响应系数为1.36N/nm。第三,分析了腐蚀FBG的传感原理,运用化学腐蚀的办法,用HF溶液对FBG进行了约160min腐蚀,测出了腐蚀过程中中心波长波长的偏移量为2.1nm。观察了腐蚀前后FBG对外界的折射率响应,发现腐蚀之前FBG对外界折射率不敏感,腐蚀之后其对外界折射率的响应系数为0.4822nm/riu。采用腐蚀过的FBG对盐水的浓度和密度进行了测量,发现溶液浓度每增加1%,中心波长就增加20.3pm,密度每增加2.64g/cm3,中心波长增加1nm,从侧面说明,可以利用FBG对溶液的浓度和密度进行测量。最后,测出了腐蚀FBG后其温度响应系数为9pm/℃。第四,阐述了腐蚀FBG作为传感器的应用,可以直接测量密度、浓度等,也可镀膜后作为湿度传感器来使用,并分析了腐蚀FBG使用过程中,交叉传感对其的影响。通过化学试剂将FBG包层腐蚀掉一些后,发现其中心波长的偏移量与外界折射率的变化存在良好的线性关系,而不做任何处理的FBG对外界环境的折射率不敏感,说明了为进行折射率传感,腐蚀FBG包层十分有必要,而这种方法能拓展FBG在折射率传感领域的应用。