光纤光栅是一种新型的光无源器件,由于其具有结构简单、可靠性好、抗腐蚀、抗电磁干扰能力强、复用能力强,便于构成各种形式传感网络,进行大面积的多点测量等优点,所以在传感领域有着广泛而良好的应用前景。在光纤光栅传感的实际应用中,其交叉敏感问题是需要解决的一个关键问题。本论文主要是对光纤布拉格光栅的交叉敏感机理进行理论分析和计算机模拟,同时分析传统的交叉敏感解决方案并研究和设计优化方案。主要研究内容如下:介绍了光纤光栅的发展概况、光纤光栅的分类及制作方法和光纤光栅在传感方面的应用,阐述了本课题的研究意义。分析了光纤光栅的基本理论,从耦合模理论出发,对光纤光栅传感的基本原理和技术进行了系统的研究分析,主要内容包括:光纤光栅的传感机理;光纤光栅的温度、应变传感原理;光纤光栅传感中的解调技术和复用技术。温度和应变的交叉敏感问题是光纤光栅本身固有问题,本文系统地研究了光纤布拉格光栅的交叉敏感形成原因,介绍了常用的解决交叉敏感的方案,分析了各类方案的工作原理。引入了温度-应变交叉敏感度和二阶温度、应变灵敏度等物理量。建立了带有温度-应变交叉灵敏度的光纤布拉格光栅反射波长方程,对交叉敏感对光纤光栅传感的影响进行了误差分析,得到了在交叉敏感情况下的温度和应变的相对误差曲线图。结合相对误差表达式和曲线图分析讨论了交叉敏感对测量带来的影响。依据光纤光栅耦合模理论编写仿真程序,利用计算机模拟各种外界环境和不同条件下光纤布拉格光栅传感的反射谱的变化,进一步深入研究交叉敏感问题。依据双波长矩阵运算法的基本原理,设计出了基于悬臂梁表面的光纤光栅传感系统,详细介绍了该方案设计思路和系统结构,讨论了该系统的可行性,模拟了系统工作情况。该优化方案只需要一个光源,一个解调系统,光路简单,具有很好的实际应用前景。