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光纤光栅由于其具有体积小,卓越的抗电磁干扰,抗化学腐蚀能力,以及在严苛环境下的对环境参量的感知和传感能力,在航天航空,军事,建筑物的健康监测以及能源的开发方面都已经投入了使用。传统紫外光刻写光纤光栅的方法所得到的Ⅰ型光栅不能承受较高的温度,在高温情况下易被擦除,且刻写出的光栅光敏性较强,在加工后需要进行增敏处理。而相位掩模法刻写光栅的方法并不灵活且成本较高。使用飞秒激光加工的光栅能够承受较高的高温,且不用敏化处理,加强了光纤光栅的可用性。长周期光纤光栅(Long-period fiber gratings,LPFG)周期长度较大,相比于布拉格光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG),由于LPFG内部光的耦合方式是同向传输的基模与包层模耦合,继续传输一段距离后辐射到外界,导致LPFG的光谱变化对外界环境参量较为敏感,能够测量更多的物理量。但LPFG对多参量敏感,在单参量测试时存在严重的交叉敏感问题,导致测量结果不精确。能否解决交叉敏感问题,对于LPFG能够应用于更广泛的领域至关重要。本文利用515nm飞秒激光在单模光纤上直写LPFG,通过公式推导以及实验测试对影响LPFG的温度灵敏度的因素进行探究,改进加工手段,有效降低测试时由于温度的影响而产生的串扰,具体内容如下:首先阐述了飞秒激光加工光纤光栅的基本原理以及光栅的耦合模理论,并通过对LPFG的温度灵敏度的分析,推导出影响LPFG温度灵敏度的因素:纤芯与包层的有效折射率差以及纤芯的有效热光系数。通过调整光纤纤纤芯中的折射率调制区域的相对大小,可以有效地改变LPFG的温度灵敏度。其次通过使用515nm的飞秒激光直写长周期光纤光栅,研究了不同周期,不同单脉冲能量下515nm飞秒激光所刻写出的LPFG的光谱特性,并对其温度特性,应变特性以及折射率特性进行了探究。使用单脉冲能量为64nJ,重复频率为10kHz的飞秒激光刻写LPFG,通过测试发现其温度灵敏度小于7pm/℃,而折射率灵敏度在1.4065-1.4265RIU的范围内时,平均折射率响应的灵敏度为985.36nm/RIU,过低的温度灵敏度可以有效降低由于温度所带来的串扰影响。我们在纤芯中使用多重画线的方式来增加纤芯折射率调制区域的大小。其中2重画线和3重画线的方法所刻写的LPFG温度灵敏度分别达到了14.95pm/℃和15.94pm/℃,5重画线的方法所刻写的LPFG温度灵敏度可以达到28pm/℃,进而验证了折射率调制区的大小与LPFG的温度灵敏度成正比的关系。为了更好的解决测试时所存在的交叉敏感问题,我们对小周期的长周期光栅进行了研究,由于其同时存在透射谱和反射谱,所以可以利用这两种光谱来对温度和应变进行测试,通过灵敏度矩阵的方式消除应力和温度之间的交叉敏感误差,有效的解决了测试时所存在的交叉敏感问题,实现双参数传感。最后我们提出并刻写了一种低温都灵敏度的长周期光栅,通过飞秒激光直写方法在纤芯直径为6μm的单模光纤上成功制备了周期为50μm的长周期光纤光栅。经过测试发现:在细芯光纤中以低激光能量加工的长周期光纤光栅,具有较低的温度灵敏度,同时保持较大的消光比和较好的光谱质量。这种细芯长周期光纤光栅损耗峰在20~700℃温度范围仅漂移1.7nm。该光栅对折射率变化也同时具有较好的响应,环境折射率在1.4065~1.4265范围内,灵敏度最高可达882.51nm/RIU,应变灵敏度为-2.2pm/με。这种细芯长周期光纤光栅可以较好地降低折射率与应变测试中由于温度影响带来的串扰。为解决LPFG测试时各个参量同时存在所带来的交叉敏感问题提供了有效参考。