自从20世纪70年代光纤光栅问世以来,它在光纤通信以及传感领域得到了广泛的应用。长周期光纤光栅的栅格周期一般在几十至几百微米,和其它无源器件比较,它具有构造技术简单,背向反射低,插入损耗小,抗电磁干扰以及对偏振影响不敏感等优点,从而成为当前的研究热点。由于保偏光纤特殊的横截面结构,在其上刻写布拉格光栅相当于在快慢轴上分别刻写光纤布拉格光栅,当其用于传感测量时,外界物理量的变化会影响保偏光纤和布拉格光栅的光学特性,保偏光纤布拉格光栅的快慢轴谐振波长发生漂移,从而可实现传感的目的。光纤Sagnac环滤波器作为光纤通信和光纤传感领域的重要器件,具有制作简单,与输入光的偏振态无关等特性。本文主要致力于长周期光纤光栅和保偏光纤布拉格光栅的传感特性研究,同时利用光纤Sagnac环滤波器来提高其测量的灵敏度。具体工作如下:1)分析了在光纤Sagnac环中加入不同介质时的各种输出特性。利用Jones矩阵对带有均匀光纤布拉格光栅、高双折射光纤的Sagnac环进行了理论研究,并采用MATLAB软件对其进行了数值模拟。详细分析了带有一段高双折射光纤和两段高双折射光纤Sagnac环的透射特性。在数值模拟的基础上,对两个带有单段高双折射光纤Sagnac环直接串联且两段高双折射光纤长度比为1:2(2:1)的情况进行了实验验证,实验得到的光谱与模拟的光谱吻合良好。2)讨论了长周期光纤光栅的模式耦合特性,在此基础上研究了其对温度、轴向应变、横向负载和环境折射率的响应特性。利用长周期光纤光栅环境折射率的响应特性,制作了一种结构简单、成本低廉、灵敏度高的液位传感器,当液位在0～17.5mm范围内变化且所测液体为蒸馏水和乙醇时,LPFG透射功率分别变化了6.8719dB和13.4360dB,其灵敏度为0.3896dB/mm和0.7678dB/mm。3)介绍了保偏光纤布拉格光栅的基本特性,并对其温度、应变的传感机理进行了理论和实验研究。根据这些原理设计出同时测量温度和轴向应变的传感结构。在此结构中,保偏光纤布拉格光栅作为传感头,光纤Sagnac环作为边沿滤波器件用于将保偏光纤布拉格光栅快慢轴谐振波长的变化转换成功率的变化,测量快慢轴对应的谐振波长差和功率差来实现温度和轴向应变的同时测量,当温度和轴向应变的范围为30℃～90℃和0～480με时,其灵敏度分别为-0.672pm/℃、-0.0236dB/℃、0 pm /με和-0.00361 dB /με。