纳米膜Bragg光纤光栅是将纳米材料以各种镀膜技术涂覆到Bragg光纤光栅表面制作而成的镀膜光栅。纳米材料具有特殊的结构，其在光学、电学、力学等方面表现出独特的性质，与光纤光栅结合后更显示出优异的光学特性，这在光纤传感和光纤通信领域具有非常诱人的应用前景。　　单壁碳纳米管（SWCNT），是由纳米量级碳原子以六边形结构排列而成的同轴圆管，具有特殊的长径比，研究发现它在力学、电学、光学等领域具有非常独特的性质。研究表明，将碳纳米管与光纤光栅相结合制成新型的光栅器件（CNT-FBG），利用此器件已成功研制出新型光饱和吸收体和衰减器，除此之外，CNT-FBG还有许多性质尚不明确，有待科研人员的研究。　　本文以单壁碳纳米管膜Bragg光纤光栅为研究目标，对其光谱特性进行理论和实验研究；设计并研制了一套甲烷浓度检测的气体传感系统。主要工作包括：　　1、对光纤光栅和碳纳米管的发展现状及碳纳米管涂覆光纤光栅的方法进行综述。　　2、利用耦合模理论对光纤光栅的反射率特性的理论研究，涂覆碳纳米管的Bragg光纤光栅的传感特性的理论分析。　　3、对单壁碳纳米管膜Bragg光纤光栅的光谱特性进行了实验研究。在实验中观察到CNT-FBG对传输光具有光限幅及非线性效应。涂覆碳纳米管后光栅中心波长没有明显漂移，光栅透射深度最大降低了15 dB,周围噪声明显被吸收，继续放置一段时间，光谱透射深度增加，最大增加1.63dB。　　4、单壁碳纳米管膜Bragg光纤光栅光谱特性理论分析。通过MATLAB对其光谱特性进行模拟仿真，仿真结果与实验现象相吻合。　　5、设计并实现光纤甲烷气体传感系统。