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基于多波长光纤激光器(MWFL)的传感器,使用光波作为传感信号,光纤作为传输介质,来感知和探测外界被测信号,在传感方式、传感原理以及信号的探测与处理等方面都与传统的电学传感器有很大差异,具有结构简单,与光纤系统的兼容性好,抗腐蚀,抗电磁干扰和反应灵敏度高等优点,已广泛应用在结构体健康监测、航空航天和工业化生产等领域中。近年来,科学家们利用游标(Vernier)效应来提高光纤传感器的灵敏度,即:使用一个干涉仪作为游标固定刻度,另一个作为游标滑动刻度,通过合理配置两个滤波器,可以容易地实现几到几十倍的灵敏度增益。结合Sagnac环和F-P(法布里-佩罗)干涉仪的滤波特性,本文设计了2种结构的基于Vernier效应的MWFL光纤温度传感器,并进行了详细的传感模型推导和仿真分析,最后进行了实验测试。本文的工作主要包含以下四部分内容:(1)第一章首先对所研究课题的研究背景与研究目地进行了介绍,然后对MWFL在传感领域的最新研究动态和应用前景进行分析,最后本文介绍了Vernier效应在MWFL传感器研究领域中的一些设计方案。(2)第二章详细介绍了多波长光纤激光中的滤波技术,基于不同滤波结构实现的MWFL光学传感器,滤波器级联产生的Vernier效应,以及Vernier效应在MWFL传感方面的应用。(3)第三章对构成Vernier效应的光子器件进行了仿真分析,首先分析并仿真了F-P干涉仪和M-Z(马赫-曾德尔)干涉仪的滤波特性,接着仿真演示了双折射光纤中的应力双折射效应,并对利用光纤双折射效应构成的的干涉仪Sagnac干涉仪和Lyot干涉仪进行了仿真分析,最后基于F-P干涉仪和Sagnac干涉仪对MWFL传感器的Vernier效应进行仿真演示,并设计了一个增益因子为8的温度传感器模型。(4)第四章对几种MWFL温度传感器进行了实验测试,首先对使用保偏光纤Sagnac环搭建的MWFL温度传感器进行了测试,得到了1.7nm/℃的温度灵敏度,接着测试了一种基于光纤F-P滤波器的MWFL温度传感器,温度灵敏度为0.008nm/℃。最后测试了本文设计的基于Vernier效应的MWFL温度传感器,显示了Vernier效应对MWFL温度传感器灵敏度超过6倍的增强,并得到了超过10nm/℃的温度灵敏度。