传感器技术是现代信息技术的重要支柱,同时为人类提供了更为安全便捷的生活方式。随着光纤和光器件的发展,将光纤的特性应用于传感方向的研究越来越广泛,其中基于应变传感的光纤传感器的应用尤为突出。20世纪80年代初,光纤传感从实验室走向商业化,经过长周期的商业化,诞生了较为成熟的光纤传感产品,如光纤陀螺、DAS系统和FBG等。随着科技的不断进步与发展,普通的单模光纤传输容量及速率已经开发到极致。多芯光纤集模分复用和空分复用技术于一体,极大地提高了单根光纤传输的容量和速率。在通信传输中,多芯光纤其多通道、大容量及不低于单模光纤高速率使其具有很大的开发空间。在传感领域,多芯光纤对弯曲应变具有较高的敏感特性,使其得到了广泛的研究。本文主要研究工作如下:(1)通过古河S178A光纤熔接机,使用锥形光纤微结构处理方法,构造了纤芯失配型的马赫-曾德尔光纤干涉仪并对其干涉原理分析。研究了三角点阵四芯光纤与普通单模光纤锥形熔接时的最佳参数,得到了满足实验测量所需的干涉现象。(2)构造了FBG级联双粗锥形四芯光纤MZI光纤传感器并对其进行传感特性分析。选择合适的FCF长度作为MZI传感部分,得到方便监测的透射光谱。利用级联传感器中MZI对曲率、折射率和温度敏感的特性,将传感器应用于这三种参量的测量。实验得到传感器中FBG对温度敏感而对曲率和折射率不敏感,因此该传感器在分别监测曲率和折射率时,可消除温度的影响。(3)构造了FBG级联双细锥形四芯光纤MZI光纤传感器并对其进行传感特性分析。与前述传感结构上有所差别,因此这里所测物理量选择也不同。传感器中MZI部分使用细锥作为分束器和耦合器,选择作为MZI传感部分的FCF长度得到方便监测的透射光谱。分别对轴向应力、折射率和温度三种物理量进行了传感测试,包括针对每种物理量测试所搭建的传感系统、操作过程、数据处理及结果分析。实验得到MZI对三种参量皆敏感,FBG对轴向应力和温度敏感而对折射率不敏感。