光纤传感技术是一项20世纪70年代开始新兴发展的传感技术,其特点是用光纤取代电路电线作为传感和传输的通道与媒介,信息以信号光为载体在光纤中传播。外界的温度、应力、折射率等物理参量的变化会改变光纤中光波的参量,通过检测波形的变化就可以来感知外界物理量。目前,光纤光栅制成温度和应力传感器经过组成传感网络后广泛应用于工业生产中,而一些折射率、加速度、生物等方面的传感应用也得到了大力发展。随着人们对于传感探测精度要求的不断提高,传统的布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)所能提供的传感灵敏度已经不能满足需求,因此研发设计出具有更高传感灵敏度的特殊结构光纤成为一项迫在眉睫的任务,在这种背景下,长周期光纤光栅(long-period fiber grating,LPFG)、啁啾光纤光栅(chirped fiber grating,CFBG)、倾斜光纤光栅(titled fiber grating,TFBG)等耦合机制与传统FBG完全不同的光纤光栅自20世纪90年代后相继问世,与此同时,在已有光纤光栅涂覆层或包层进行材料镀膜以提高光纤光栅传感灵敏度的技术也已成为研究的热点。论文主要对FBG、LPFG对温度、应力、折射率的灵敏度进行测量研究,对材料镀膜对光栅的传感灵敏度影响进行了研究,具体内容如下:(1)对FBG进行了温度测量,得到了中心波长关于温度的线性关系,对LPFG进行温度测量并与FBG进行对比,得出LPFG在温度传感上远优于FBG。对LPFG进行了微弯应力测量以及折射率测量,分别得到中心波长与折射率和应力之间的变化关系,并计算出灵敏度。(2)对FBG进行金属镀膜实验,测量镀膜FBG的温度灵敏度,分析中心波长随温度的变化关系,得出金属镀膜对FBG的温度灵敏度有明显提高,但镀膜的不均匀及氧化问题使传感的稳定性受到了影响。(3)对FBG进行石墨烯镀膜实验,设计了基于蒸发沉积及激光脉冲沉积(pulsed laser deposition,PLD)两种镀膜方法。首先利用蒸发沉积法制作了镀石墨烯的FBG,对其进行温度测量发现灵敏度具有显著提升,其次利用激光脉冲沉积法进行石墨烯薄膜的制作以提升镀膜的均匀性来进一步提高灵敏度。