该文首先综述了光纤传感技术的发展历史和应用前景。光纤Bragg光栅传感器与传统光纤传感技术的比较讨论和光纤Bragg光栅传感器在不同领域的应用介绍表明，研究光纤Bragg光栅传感器有着重要意义。 该文研究的波长解调方法是公认的光纤Bragg光栅传感系统中的关键问题。在详细分析马赫曾德干涉仪(MZI)法的基础上，发现由两个2×2光纤耦合器构成的马赫曾德干涉仪存在一些根本性的缺陷：(1)在谱域上灵敏度会周期性的降为0；(2)无法判断相位变化的方向。为了克服这些缺陷，一种新型的由两个3×3光纤耦合器或一个3×3耦合器和一个2×2耦合器构成的非平衡马赫曾德干涉仪被提出并付诸实践。在新的方案里，3个输出端口彼此之间的光强分布存在2π/3的相位差，因而整体的灵敏度不会趋向于0；并且不管是否达到或超过π相位，整个相位的变化都能够得到跟踪。后一属性带来一个很重要的特点，那就是可以通过相位展开算法极大的扩展测量范围，而带有两个2×2耦合器的马赫曾德干涉仪的测量范围则被限制在π相位以内。 实验研究证实了新方案的可行性。在对被悬置于悬臂梁上光纤Bragg光栅应力传感器的静态测试中获得了的±1pm的分辨率和5％的相对精度误差。在动态信号测试中，在10Hz的频率获得了27nε/√Hz的动态分辨率。通过相位解调算法，计算获得了超过3π的相位变化，对应的应力变化超过了2000με。 光纤光栅传感器的另外一个优点是具有波分复用的能力。通过加入光纤法布里珀罗滤波器(FFP)，建立了带有3个光纤Bragg光栅传感器的波分复用光纤Bragg光栅传感系统。在过去的文献报道中，法布里珀罗滤波器既用于波长解调也用于波分复用，这使得系统不够灵活。在该文中FFP只用于波长选择滤波。温度的敏感性是任何干涉仪仪器所要面对的关键问题。为了减轻这个问题的影响，一套相位补偿系统被用于补偿因为温度变化和其他因素引起的马赫曾德干涉仪的相位移动。系统的稳定性得到了很大的提高。 为了使得光纤Bragg光栅传感器能用于实践，设计和制造了一个机械封装的传感头。该传感头与传统电阻应变片的比较测量表明该传感头对应力有着良好的线性响应，线性相关系数为0.9998，符合工程的基本要求。