自二十世纪六十年代华裔科学家高锟博士首次提出光纤这一波导介质以来，特别是二十世纪八九十年代，光纤技术得到了卓有成效的研究。科研人员在研究光纤的稳定性、传输性等特性的基础上，逐渐发现了光纤另一特性---传感性。光纤这一特性的研究促进了光纤传感领域的科研和发展，扩大了光纤传感的应用范围，使光纤传感在建筑检测、生物医疗、石油化工、国防安防等各个领域得到了充分的发展。随着科研及工业等领域逐渐向小型化发展的趋势，多种特殊领域对微纳光纤传感技术的应用需求日益受到人们的重视。例如在生物医疗检测中，人们希望能够在人体中植入生物传感器，从而实现在线式的实时人体健康检测。这种新型的结构化的需求不仅需要光纤具有较高的稳定性和耐久性，同时亦对光纤传感器的体积和结构提出了更高的要求。微纳型的光纤传感器通过激光加工制造技术可以实现多种功能，目前已成为传感领域的研究热点。尤其是二氧化碳激光器、飞秒激光器、等离子聚焦光束等一系列高精度加工技术的出现为微纳型的光纤传感器的发展打开了一扇大门。多种特殊领域对微纳光纤传感技术的应用需求，为微纳光纤传感器的发展指明了前景，但也给其研制过程提出了一些新的问题。首先，由于微纳加工技术的局限，微纳光纤传感器的性能会受到端面平整度及镀膜反射率的影响，其研制方法还有待进一步研究。其次，当微纳光纤传感器与化学液体相结合时，由于物质形态的原因会使传感器光学原件增多、结构复杂，导致稳定性降低。再次，对于光栅型的微纳光线传感器，其长度往往受到温度的影响，因而这种类型的传感器精度较低，抗干扰性较差，应用性也受到很大限制。最后，飞秒激光光束对光纤结构的损伤较大，其加工的微纳光纤传感器在复杂环境中的稳定性和耐久性还都存在问题。正是在这一背景下，本文利用多种激光微纳加工技术对光纤传感器进行了研究。主要包括：1.对光纤表面微纳加工技术进行了研究，建立了光纤端面反射率与Fabry-Perot干涉理论的模型，较为精确的描述了两者之间的关系。在此基础上提出了折射率传感器、湿度传感器、磁场传感器以及色散测量法的设计方法；2.对光纤填充微纳加工技术进行了研究，分析了光纤液体填充速度与施加压力之间的规律，并设计出新型光纤填充设备。通过此技术研制了高性能的光子晶体光纤磁场传感器，其具有结构简单，灵敏度高，干扰性小等优点。3.对光纤螺旋长周期光栅微纳加工技术进行了研究，提出了光纤相移型螺旋长周期光栅的制作方法，并建立了相移型螺旋长周期光栅的的理论模型。以此模型为基础验证了螺旋型光纤长周期光栅的扭矩传感特性和温度非敏感特性。4.对飞秒激光器在光纤下的微纳加工技术进行了研究，归纳总结了单光子与多光子飞秒激光光束与聚合物的反应原理，并将飞秒激光器与光纤结合设计出多种结构稳定、性能稳定的光纤磁场传感器。