光纤传感器作为一种新型的传感器,以其重量轻,体积小,设计灵活,抗电磁干扰,耐腐蚀,灵敏度高等诸多优点越来越受到人们的关注和研究,并且在特殊的环境或者具有特殊要求的应用中占据越来越重要的地位。近年来基于多模干涉和自映像效应的传感器为光纤传感领域注入了新的活力与生机,已经开始成为人们研究的热点,具有十分重要的现实意义以及广阔的应用前景。对位移的监测作为一种最基本的测量手段,与人们的生活以及各个领域息息相关,因此位移传感一直被人们研究,尤其是高精度的微位移测量。基于多模干涉效应的光纤位移传感器是为满足这个要求进行设计的。本文的工作内容和创新之处为：(1)针对利用单模和多模光纤制成的多模干涉式位移传感器结构,理论分析得出了多模干涉效应、自映像效应以及成像关系,并且针对现有的理论模型不能得到多模干涉结构精确解的情况,推导了柱坐标下的广角光束传播法(WA-BPM)递推公式,利用柱坐标下的WA-BPM法建立了完整的计算多模干涉结构内部光场的数值仿真模型,得到了多模光纤内部光场的数值解,并且计算了多模光纤中不同模式的耦合效率,可以获得多模干涉式传感器的透射光谱,为研究外界条件对透射光谱和特征波长的影响,以及研究多模干涉传感器的波长解调方法和传感器的结构设计提供了理论依据。(2)提出了新型的利用无芯光纤制作的多模干涉式光纤位移传感器,并进行了详细的实验研究,验证了该结构的可行性。与之前的基于多模光纤结构的光纤位移传感器不同,新型基于无芯光纤结构的光纤位移传感器有更好的线性特性,易于制作,可以实现对微位移的测量,也可应用于许多其他传感领域,如物体的应变等等。(3)利用Matlab语言编写的数值仿真程序对基于多模光纤的多模干涉结构进行了仿真,并进行实验研究,得到了和数值仿真相一致的结论。