传感器是物联网的重要组成部分。物联网的发展对传感技术提出了新的和更高的要求,如长距离、分布式、多参量测量等。光纤传感器可实现多点、多参量测量,易于组网并具有抗电磁干扰、耐腐蚀等众多优点,在物联网时代有很好的发展前景。目前被大量研究和应用的基于拉曼散射效应的光纤分布式传感器测量参量只限温度,布里渊光纤分布式传感器只限于温度和应变,基于传统的光纤光栅的准分布式光纤传感器难以组网,这些传感器难以满足物联网的需求。针对物联网对新型光纤传感技术的需求及目前分布式光纤传感器所存在的问题,本课题采用拉丝塔在线制备光栅技术,在双折射光纤上制备全同弱光栅阵列,研究了光栅阵列的温度和压力双参量准分布式传感性能,在采用特种光纤结合全同弱光栅阵列实现光纤多参量准分布式传感方面进行了尝试。采用拉丝塔在线动态连续制备光栅技术,所制备的光栅阵列具有无焊点、抗拉强度高的特点;采用光波长时域反射解调方式,实现了全光栅阵列中光栅谱型识别;使用双折射光纤,通过谱型反射峰的中心波长和反射峰间距实现双参量传感信号的解耦。本学位论文的主要工作和结果如下:（1）理论研究了双折射光纤双折射的产生机理和传感特性。熊猫型双折射光纤的本征双折射全部为由应力区产生的内应力引起的应力双折射,不存在几何双折射。双边孔型双折射光纤的本征双折射为结构产生的几何双折射、结构产生的应力双折射和形变产生的几何双折射共同作用的结果。双边孔型双折射光纤对均匀的环境静压力具有敏感响应,光纤对外界静压力灵敏度与光纤结构产生的应力双折射成正比。分析说明,双折射光纤对外界多个参量具有敏感响应,且具有较好线性度,可以应用于传感;（2）通过理论推导对双折射光纤布喇格光栅的特性进行了分析。得出相位掩模板周期、双偏振反射峰中心波长和光纤双折射之间的关系:λ_xx-λ_yy=2Λ（n_x-n_y）=2BΛ=BΛ_pm。根据以上理论公式的推导结论,在双折射光纤上写入光栅可以作为一种光纤双折射的测量方法。分别在两种光纤上写入光栅,并测量双峰间距计算双折射值,两种光纤的双折射分别为5.37×10^-4和7.46×10^-5;（3）使用传统方法制备了熊猫光纤布喇格光栅阵列,该阵列包含10个光栅,光栅之间间隔1 m;制备了双边孔光栅阵列,并包含6个光栅,光栅间距1 m,中心波长波动范围0.034 nm,反射率波动范围2.4 dB。使用光栅阵列在线制备系统,制备了两种双边孔光纤光栅阵列。第一种圆形纤芯的双边孔光纤光栅阵列双折射为7.46×10^-5,光纤外径为125μm,边孔直径26.2μm,模场直径约为6μm,边孔内边缘距光纤中心6.7μm。松散放置时,光栅阵列中心波长约为1553 nm,反射率约为-32 dB,旁瓣抑制比约为20 dB。光栅阵列中心波长波动范围为0.09621 nm。反射率波动范围±1.4 dB。第二种椭圆纤芯的双边孔光纤光栅阵列双折射较高,双折射约为1.67×10^-4,光纤外径为125μm,边孔直径36.0μm,纤芯为椭圆形,模场长轴约为15μm,短轴约为5.8nm,边孔内边缘距光纤中心9.8μm。椭圆纤芯的双边孔光纤光栅的反射光谱可以观察到双偏振反射峰分离,双峰中心波长分别约为1551.7 nm和1551.9 nm。光栅阵列快轴和慢轴反射峰中心波长波动,其范围均为0.17 nm。快慢轴反射中心波长差,波动范围为0.04 nm;（4）基于波分/时分复用的“光波长时域反射”解调原理,理论分析了光信号在全同双折射光纤光栅阵列中的各种串扰问题和时延。得出:（1）阴影效应削弱光栅阵列后端光栅反射信号的强度,影响光栅阵列所有反射信号强度的一致性;（2）多重反射降低了系统的信噪比;（3）在相同的解调情况下,较低反射率的光栅阵列可以接入更多的光栅传感单元;（4）在光栅总数一定的情况下,全同光栅阵列中的光栅为某一特定反射率时,能将信号串扰的影响减到最小;（5）偏振串音虽然降低了系统的信噪比,但是无法对实际传感信号的采集产生明显的影响;（6）通过对时延的分析,可知弱光栅的时延差小于1 ps,对解调系统没有明显影响;（7）主要影响时分复用的解调系统的是偏振模时延,通过公式推导和数值计算,得出修正公式,补偿时延差;（5）使用了四种双折射光栅阵列,通过“光波长时域反射”解调光栅阵列中每一个光栅的反射谱,根据光栅反射谱的中心波长和双偏振反射峰的间距进行多参量分布式传感实验。（1）熊猫光纤光栅阵列分布式温度应变同时传感,灵敏度分别为快轴温度灵敏度13.310 pm/℃,慢轴温度灵敏度12.385 pm/℃;快轴应变灵敏度0.98501 pm/με,慢轴应变灵敏度0.99380 pm/με。实验中主要误差来源是手动调节平移台和温控器的温度波动。（2）一种空气孔较小的双边孔光纤光栅阵列静压力的分布式测量,其双峰间距对环境静压力灵敏度为3.34pm/MPa。（3）拉丝塔在线制备的一种圆形纤芯双边孔光纤光栅阵列,对温度的平均灵敏度为10.79 pm/℃。环境静压力分布式传感,静压力响应灵敏度为4.75pm/MPa。（4）拉丝塔在线制备的一种椭圆形纤芯双边孔光纤光栅阵列,双折射较高,双偏振反射峰分离明显。分布式温度传感实验,快轴反射峰温度灵敏度平均值为9.8025 pm/℃,慢轴反射峰温度灵敏度平均值为9.8125 pm/℃,灵敏度差值为0.01 pm/℃,则双峰间距对温度的灵敏度即为0.01 pm/℃。分布式静压力传感实验结果为静压力响应灵敏度为6.43 pm/MPa。这种双边孔光纤光栅阵列双偏振反射峰间距具有温度不敏感特性,双峰间距对环境静压力灵敏度为温度灵敏度的643倍。