基于内嵌式干涉仪的光纤传感器，因其结构简单灵活、集成度高、稳定性高、生物相容性好、成本低廉等独特优势而得到人们的广泛关注，在光纤传感领域具有重要研究价值和巨大应用潜力。然而，基于传统光纤(单模光纤、多模光纤)的内嵌式干涉仪存在灵敏度低，检测精度低，温度交叉敏感等缺点。因此，本文工作主要是基于微结构光纤，针对现有光纤干涉仪存在的问题，提出、设计并制造了几种能够有效解决目前传感器缺点的新型微结构光纤传感器，并在物理、化学、生物等传感领域进行了实验。本文开展的具有特色和创新性的工作包括:
　　(1)基于微结构光纤单一材料特性提出了两种具有低温度敏感性的内嵌式干涉仪结构，并分别实现了折射率和倾斜角度的高灵敏度测量，同时具备较低的温度交叉敏感性。
　　(2)在单参数传感器的基础上，结合光学微腔提出了一种组合干涉实现方法，在单根光纤中同时实现Mach-Zehnder和Fabry-Perot干涉，实现了温度与折射率的同时测量，进一步，通过将多模光纤微腔替换为空心光纤微腔，并在其中填充酒精，实现了温度灵敏度约为20倍的提升。
　　(3)在上述组合干涉仪的基础上，结合微结构光纤以及光学微腔的双填充特性以及敏感材料，在单根光纤传感器中实现了双液体的填充，通过对微结构光纤与空气微腔分别进行酒精与磁流体的填充，实现了对温度和磁场的同时高灵敏度测量，进一步，通过在微结构光纤中填充液晶，实现电场与应变的同时测量。
　　(4)为进一步从源头上提高上述传感器的灵敏度，基于新型微结构光纤-暴露芯微结构光纤设计了一种新型光纤生物传感器，此传感器能够实现温度的同时检测且具有折射率灵敏度高、测量范围大的优点，解决了大部分传感器灵敏度与测量范围矛盾的问题。
　　本文针对现有光纤干涉仪存在的问题，逐步提出、设计并制造了几种能够有效解决目前传感器缺点的新型微结构光纤传感器。与现有光纤传感器相比，实现了某些性能的显著提升，例如低温度交叉敏感性、高灵敏度、高检测精度、大测量范围、可以实现多参数同时测量等，为光纤传感领域的进一步发展与实用化起到了一定的推进作用。