在信息技术高速发展的近几十年来,微波光子学受到了业界学者与实际运用企业的热切关注与广泛的研究。微波光子学是一门结合了光电子技术与微波技术二者优势的新兴交叉学科,在原有的电子技术基础上引入光电技术的优势,使系统得到升级与优化。随着信息化时代的到来,高速大容量通信系统的需求越来越大,微波光子技术将在光纤通信、传感网络、雷达卫星通信的领域发挥重要作用。本文主要研究了多种的微波光子滤波器以及其在光纤传感系统中的实际应用,并做出了理论分析与实验研究。本文首先简要介绍了微波光子技术的基本概念、发展历程、显著特性以及其潜在的研究方向与发展前景。微波光子滤波器的主要构成、结构原理以及参数特性、基本类型等相关内容也在文章中进行了——阐述。接下来,本论文针对基于多种结构的光纤马赫曾德尔干涉仪(FMZI)分割光谱的多通带微波光子滤波器的结构设计以及工作原理进行了详尽的理论分析模拟,并且在实验中进行验证与结果的总结。针对非周期式微波光子滤波器本文设计了基于反射式FMZI的光谱分割结构的双通带滤波器,实现了通带的可切换可连续调谐的功能。还提出了一种级联式FMZI光谱分割结构的四通带滤波器,也实现了不同通带数的切换与通带中心频率的调控。更进一步的,我们设计了级联反射式FMZI十二通带微波光子滤波器,也实现了通带的切换与调谐,并根据以上理论和实验总结出反射式与级联式结构中系统级数与滤波器通带数量之间的关系。随后,文本改进了基于多光源的周期式微波光子滤波器,以混合增益介质的多波长掺铒光纤激光器作为微波光子滤波器系统光源,在激光腔内加入FMZI结构,使得输出激光波长间隔与波长数可调谐,进而实现周期式微波光子滤波器通带周期间隔的可调谐功能,同时通过调节偏振控制器和放大器增益可以使得该滤波器具有可重构性。然后,本文对微波光子滤波器在传感方面的应用进行了研究。首先是提出了基于光纤环周期式微波光子滤波器温度与应力同时传感系统,将温度与横向应力转化为滤波器通带的中心频率频移与抑制比变化,实现线性的参数传感响应。另一方面,设计了基于反射式FMZI双通带微波光子滤波器的温度与横向应力传感系统,实现了相对于单通带滤波器传感系统更高的灵敏度与优秀的传感性能。最后,对论文中的工作进行了总结与反思,并且提出了未来研究方向的展望。