长周期光纤光栅传感器是近年来发展最为迅速的新型光纤无源器件之一。由于长周期光纤光栅是一种透射型光纤光栅,无后向反射,因此在传感测量系统中不需要使用隔离器;同时由于长周期光纤光栅的周期相对较长,满足相位匹配条件的是同向传输的纤芯基模和包层模之间的耦合,这一特点导致了长周期光纤光栅的谐振波长和幅值对外界环境的变化非常敏感。因此它具有比布拉格光纤光栅更高的温度,弯曲,应力及折射率灵敏度。同时它具有动态测量范围宽、不受电磁干扰、本质防暴、耐腐蚀、重量轻、体积小,易于复用等系列优点,已被广泛应用于工农业实时在线传感测量,特别适用于强磁场、高辐射、腐蚀性等危险大的环境中。长周期光纤光栅与布拉格光纤光栅的工作机理是不同的,二者工作机理的不同决定了它们各异的性能及应用。本论文的研究工作主要围绕长周期光纤光栅的工作机理及其传感特性展开论述。这些内容主要有:1.较为详细地介绍了光纤光栅及传感器的发展历程、分类。2.较为详细的介绍了长周期光纤光栅的形成机理及其在传感和通信领域的应用。3.对长周期光纤光栅的特性进行分析发现:一,随着光波向长波方向移动,纤芯有效折射率近似线性减小;纤芯半径和包层折射率变大,纤芯有效折射率随之变大。二,随光波向长波方向移动及包层模式次数的增加,包层模式的有效折射率减小;纤芯半径的变化对包层模式的有效折射率的影响较小;但包层半径的变化对包层模式的有效折射率的影响很剧烈。三,光纤参数的变化会引起透射谱峰值的大小及位置的变化和损耗峰的分裂。四,耦合系数在短波区对纤芯半径的变化较敏感,在长波区对包层半径的变化较敏感4.详细研究了长周期光纤光栅的折射率传感,温度传感和轴向应力传感特性。在此基础上,提出了一种将温度和应力及在包层外面涂覆薄膜相结合在一起以提高长周期光纤光栅的温度灵敏度方案、及其补偿通信中长周期光纤光栅温度敏感性的方案并对上述方案进行了详细的理论分析和数值计算。5.对三包层长周期光纤光栅理论做初步的探讨。推导出纤芯、包层、薄膜层、环境层的场分布表达式,利用数值计算求出了包层膜的有效折射率。