由于光纤具有重量轻、抗干扰、损耗小、耐腐蚀等优点,以光纤为基础制作的器件在光纤传感中得到了广泛应用。现在,光纤器件的微加工及应用越来越受到人们的关注。飞秒激光具有脉冲短、峰值功率高等特点,在材料微加工方面逐渐被人们采用。本文阐述了飞秒激光的发展历程以及飞秒激光微加工的优点。总结了国内外在光纤上制作微结构的研究现状,分析了飞秒激光与透明材料的相互作用机理。推导了光在光纤包层和纤芯中的传输方程。介绍了长周期光纤光栅的耦合模式以及双光束干涉的原理。研究了飞秒激光能量密度、脉冲个数对光纤烧蚀孔洞直径的影响,确定了激光加工的最佳参数。利用单脉冲飞秒激光在光纤纤芯中分别刻蚀了间距为2μm和5μm的单点微结构,得到的每个微结构长约7μm、宽约2μm。测量了不同间距下的光纤微结构的光谱及温度特性。利用飞秒激光横向直写法在光纤纤芯制作了长度为200μm、周期为400um、总长度为2mm的长周期光纤光栅,刻蚀长度正好为周期的一半。测试并分析了其光谱及温度特性。本文提出了用朗奇光栅分光来实现飞秒激光干涉微加工的方法,实际刻蚀了周期为20μm和周期为12μm的光纤光栅,研究了加工后光纤的光谱及温度特性。