倾斜光纤光栅(TFBG)是一种光栅条纹与光纤纤芯轴向存在一定夹角的新型光纤无源器件。TFBG不仅具有普通布拉格光纤光栅(FBG)所具备的灵敏度高、体积小、耐腐蚀和抗电磁干扰等优点,其高阶模还具有长周期光纤光栅(LPG)所具备的对外界环境折射率变化敏感的优点。因此,TFBG兼有了FBG与LPG传感特性的优点。本文以耦合模理论为依据,得到了TFBG中纤芯导模的耦合、纤芯导模与包层模的耦合以及纤芯导模与辐射模的耦合公式,进而分析了TFBG的温度、应变和折射率的传感原理。利用紫外写入结合旋转相位掩模板法成功制备了具有不同倾角的TFBG,研究分析了内外倾角之间的关系以及它们对光栅性能的影响。分别对TFBG的Bragg共振波长、ghost mode共振波长以及其高阶模的温度、应力和折射率传感特性进行了实验研究。结果表明,TFBG的Bragg共振波长和ghost mode共振波长,对于温度和应力变化敏感且一致,但对折射率变化不敏感；而TFBG的高阶模对于温度和应力变化不敏感,但对于折射率变化却十分敏感。因此,我们可以利用TFBG的Bragg共振波长、ghost mode共振波长以及其高阶模实现应变、温度和环境折射率三种变量的同时测量,这不仅降低了传感器的制作成本,还可以有效地解决交叉敏感问题。