光纤光栅是一种新型的光子无源器件,它的出现,改变了人们在传感方面的传统观念。以光纤布拉格光栅(FBG)为传感元件的传感器具有重量轻、体积小、抗电磁干扰、易于光纤连接、波长绝对编码等优点,还能把多个传感器利用各种复用技术连接成传感网络,埋入材料和结构内部或贴装在其表面,实现对其特性(如温度、应变等)的多点监测。这种分布式传感是光纤光栅传感器独有的技术。这些独特的优点使得光纤光栅传感器在传感领域扮演着越来越重要的角色。目前,已报道的光纤光栅传感器可以检测的物理量有:温度、应变、压力、位移、压强、扭角、扭矩(扭应力)、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数、振动等,其中一部分光纤光栅传感系统已经实际应用。本论文主要以光纤布拉格光栅为研究对象,对其传感技术、高速解调技术及封装技术进行了理论和实验的研究,主要内容包括:1、概况介绍了光纤光栅传感技术的出现、发展及现状。介绍了光纤光栅的三种基本理论分析方法。分析了光纤光栅传感的基本原理,并归纳比较了光纤光栅的各种封装技术、解调技术和复用技术。2、提出了光纤光栅温度传感器和应变传感器的多种制作方法,详细阐述了封装原理和结构,并在数据分析的基础上提出了“减大数”的数据分析方法,有效提高了数据分析的精度。温度传感器的设计结构在30℃—85℃的温度变化范围内有效的实现了封装元件的裸删温度特性及应变不敏感性,保证了其高稳定性和重复性。分析了应变传感器的应变传递特性,并得到了实验验证。实验结构证明,用薄金属片封装的应变传感器在保证一定机械强度的基础上实现了应变的有效传递,应变传递效率可达97.8%,应变灵敏度为83.34με/kg,精度为1.64με。这两种传感器具有抗电磁干扰,体积小、质量轻,机械强度大等优点。3、在对高双折射光纤环镜进行理论分析的基础上,研究了其温度特性,实现了对温度的传感。还利用其滤波特性实现了对微振动的解调,并在此基础上提出了利用光纤光栅解调加速度的新方法。该解调系统解调速度快,可达几十kHz,波长分辨率为0.97nm/mv,精度可达2Hz,测量范围是0-200Hz。4、提出用轮辐式结构封装光纤光栅的方法,并用研制出一种轮辐式光纤光栅压力传感器,并采用双光栅法克服了温度应变交叉敏感问题。该传感器测量范围大,在0—30KN的压力变化范围内,布拉格波长的变化与压力成良好的线性关系,线性度高达0.9998,灵敏度为0.02843nm/KN,精度为0.70KN。研究结