光纤布拉格光栅(FBG)传感器是一种新型的传感器,在建筑物、桥梁、军事等领域都有广泛的应用。现阶段投入使用的FBG传感器主要利用的是其受轴向应变作用的光谱变化特性,原因在于FBG对轴向应变光谱变化十分敏感,而对在实际应用中同样重要的横向应变却不太敏感。针对这一问题和技术难点,本论文从研究相移光纤光栅(PS-FBG)的光谱特性入手,发现PS-FBG的光谱比普通FBG随横向应变的变化更加敏感,具有用于横向应变测量的潜力。本文还首次对PS-FBG的偏振相关损耗特性(PDL)进行了详细地理论研究,并探讨了它在横向物理参量传感方面的应用。本文首先根据耦合模理论,论述了相移光纤光栅的反射率和透射率的解析公式,模拟了相移光纤光栅的光谱曲线,并详细地分析了相移大小、相移点位置对透射光谱的影响。建立了相移光纤光栅的轴向和横向应变传感模型,提出了较小压力(0-1N)情况下通过测算光栅透射光谱中透射窗口的分裂距离来测量光栅横向受力的方法,用简单的实验证实了该理论模型的正确性及该测量方法的可行性。本论文还对推导出的相移光纤光栅反射端和透射端偏振相关损耗(PDL)解析公式,运用传输矩阵法模拟了π-PS-FBG的透射光谱和PDL光谱,分析了相移光纤光栅长度、相移位置、相移大小对PS-FBG的偏振相关损耗峰值的影响。较小横向压力下,PDL峰值与压力成正比关系,可以通过检测透射端PDL峰值变化实现较小横向压力测量。压力较大时PDL峰值几乎不再变化,可以采用检测两对PDL谐振峰波长之间间距实现横向压力的测量,透射端PDL谐振峰波长间距与横向压力成正比关系。