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用光纤光栅设计的传感器具有抗腐蚀、抗电磁干扰、测量范围广、绝缘性优良等优点。而级联的光纤光栅更是表现出了比单个光纤光栅更广泛的应用前景,已经成为了近年来众多学者研究的热点。本文在深入研究布拉格光纤光栅(FBG)、长周期光纤光栅(LPFG)的基础上,对LPFG与FBG的级联结构(LPFG-FBG级联光栅)进行了仿真模拟,并对基于LPFG-FBG级联光栅的浓度与温度的测量进行了系统的研究,实现了可以解决温度交叉敏感问题的折射率传感系统。具体如下:首先,介绍了光纤光栅的一些基本情况包括光纤光栅的发展、分类以及在传感方面的应用,并且对光纤光栅的有效折射率、模场分布、耦合特性等进行了数学分析。此外探讨了光纤光栅常见的理论分析方法耦合模理论和传输矩阵法,为LPFG-FBG级联光栅的建模和仿真奠定了理论基础和数学支撑。其次,详细讨论了光纤光栅的各参数特性,包括周期、栅长、包层半径对光纤光栅的具体影响,并且对长周期光纤光栅折射率传感特性进行了详细的讨论。为LPFG-FBG级联光栅的参数优化与折射率传感特性的研究起到了引导作用。再次,在传输矩阵法的理论基础上,对LPFG-FBG级联光栅进行了建模和仿真,并且仿真分析了FBG、LPFG和间隔光纤三部分的结构参数对级联光栅反射谱的影响以及LPFG-FBG级联光栅的折射率传感特性。最后,通过与实验室刻制完成的LPFG-FBG级联光栅传输谱对比发现基于传输矩阵理论仿真的级联光栅反射谱与实验结果能够很好地吻合。之后利用刻制好的LPFG-FBG级联光栅搭建了实验平台,完成了温度与折射率的测量实验,实验证明LPFG-FBG级联光栅能够实现温度补偿。