迄今为止大多数可穿戴传感器的开发都是基于电学传感原理。这些传感器测量电阻、电流和电压等电气性能的变化,它们普遍都对电磁干扰很敏感。光纤布拉格光栅是一种非常重要的光学器件,它在光纤光栅传感应用中取得了巨大的成功。相比可穿戴电子传感器,光纤传感器本身天然具有本质安全、不受电磁干扰、灵敏度高、质量轻、体积小、易于复用(联网)等优点,特别是光纤与织物纤维具有兼容性,使其能够织入织物,形成真正的可穿戴“织物传感器”,提高穿着的舒适性。因此,光纤传感器是一种用于可穿戴应用的理想敏感元件。本文对光纤布拉格光栅解调系统的硅基光子集成及其可穿戴应用展开研究。设计了一种8通道硅基光纤布拉格光栅解调光子集成芯片,它主要由光源、1×4输入光栅耦合器、2×2多模干涉耦合器(MMI)、端面耦合器、1×8阵列波导光栅(AWG)和1×8输出光栅耦合器构成。利用时域有限差分法对端面耦合器和光栅耦合器进行了理论分析并对其进行了优化设计,端面耦合器最高耦合效率可达-0.7d B,汇聚型光栅耦合器耦合效率可达-3.9 d B,且将尺寸减小到了传统光栅耦合器的1/6。利用光束传播法对阵列波导光栅和多模干涉耦合器进行仿真和优化,输入/输出波导采用倒锥型结构设计,在器件尺寸不变的情况下将器件附加损耗从1.09 d B降至0.46 d B。利用光纤对准(FA)耦合封装,对光子集成芯片完成垂直、水平耦合封装。采用大管与小管相互嵌套的结合方式,保证传感器与织物经纬纱运动协调一致,将光纤光栅传感器植入衣物。采用边缘滤波解调法和阵列波导光栅解调法相结合的方法在窄带光源下实现了可穿戴光纤光栅智能服装人体温度的动态检测。实验结果表明:光波长的动态检测范围为1545.30 nm～1560.50 nm,波长分辨率为1 pm,温度测量范围为33.8~oC～44~oC,误差为±0.1~oC。本文的研究将对光纤光栅解调系统的可穿戴化应用起到推动作用,也将为硅基光子集成技术以及光互连技术的进一步发展开拓了应用领域。