光纤光栅是一种新型的光纤无源器件，且具有其他传统传感器无所比拟的优势，因此，光纤光栅自从诞生以来就受到各界的广泛关注，随着科学技术的发展，各种特种光栅也应运而生，其中局部微结构光纤光栅因其有特殊的滤波及传感特性，成为当前的研究热点。局部微结构光纤光栅是将原始光栅(光纤布拉格光栅(FBG)或长周期光纤光栅(LPFG))中栅区部分均匀分布的包层通过飞秒激光器刻蚀或者腐蚀液腐蚀去掉一部分，形成局部缺陷，此缺陷使得原始光栅的光谱中形成反射或者透射窗口，类似于相移光纤光栅，并且使原始光栅的一些传感特性发生了改变，因而使其在通信及传感领域具有独特的传感优势。本论文以局部微结构长周期光栅(LMSLPFG)为研究对象，在本课题组前期研究工作的基础上，充实并完善了其理论分析模型，进一步研究了缺陷参数对其光谱特性的影响，并拓展了其传感应用领域，主要内容包括：1.简要介绍了光纤光栅和特种光栅的发展概况，主要阐述了局部微结构光纤光栅及局部微结构长周期光纤光栅的发展历史及研究现状，同时介绍了局部微结构光纤光栅的传感优势。2.对长周期光纤光栅的模式耦合进行了理论分析，并结合传输矩阵分析法及相移理论，对局部微结构长周期光纤光栅进行了理论研究，同时分析了包层半径对于长周期光纤光栅的影响，并通过MATLAB软件仿真得到了对称结构的局部微结构长周期光纤光栅的光谱图，在此基础上，仿真并详细讨论了缺陷长度、深度、位置和个数对其光谱的具体影响。3.详细介绍了两种制作局部微结构长周期光纤光栅的方法，并采用化学腐蚀法实际制作了两根局部微结构长周期光纤光栅；讨论了局部微结构长周期光纤光栅的温度、折射率和弯曲的传感特性，并分别用制作出的1号和2号两根局部微结构长周期光纤光栅对温度、折射率与弯曲曲率进行了测量。实验用1号光栅测量了外界环境的温度与折射率，用2号光栅测量了外界环境的温度与弯曲曲率。两根光栅的左右两透射阻带和透射通带对温度的变化均成线性关系，且其敏感系数基本相同，均约为0.05nm/oC，而1号光栅中两透射阻带的折射率敏感系数基本相同，大约为-35.62nm/RIU，小于中间透射通带的折射率敏感系数感系数约为-61.56nm/RIU，2号光栅的波长变化与弯曲曲率近似成线性关系，其中左右两透射阻带灵敏系数相同，约为-4.71nm/m-1，而中间的透射通带的灵敏系数约为-2.61nm/m-1。结合敏感矩阵，实现了用一根光栅对双参量的同时测量，对解决长周期光纤光栅交叉敏感的问题有积极意义。