光纤传感器的微型化、集成化以及高灵敏度化是目前光纤传感技术领域重要发展方向之一。随着光纤微结构及特种光纤制备工艺水平的提升,光纤微结构干涉仪取得了较大的进展。与其他光纤传感器相比,通过在光纤内引入微腔结构或者利用微结构特种光纤中天然流道形成的集成空气腔法布里-珀罗(FabryPerot,F-P),能更有效增强光与物质的相互作用,因而备受关注。但其集成方式大多为级联型,且灵敏度相对较低。基于此,本文利用多芯光纤和大空气孔微结构光纤的独特优势,提出两种并联型集成光纤F-P干涉仪并对其传感特性进行实验测量与系统分析,以丰富集成多样性。同时,为解决灵敏度较低的问题,提出一种基于光学游标效应的增敏型集成F-P。本文的主要研究工作如下:(1)对大空气微结构光纤、单一光纤F-P干涉仪和集成光纤F-P干涉仪的国内外研究现状进行概括总结;根据光的传输理论及光相干原理,研究光纤F-P多光束干涉的物理及数学模型,根据理论模型分析不同物理参数及光学参数对F-P干涉仪传感特性的影响并进行模拟仿真。(2)利用七芯光纤多芯复用及双孔光纤微腔结构优势,设计和制作一种并联型集成F-P干涉仪。构建弯曲传感理论模型并推导了多物理参量同时测量的数学模型。通过实验分别对其应力、方向弯曲、温度等传感特性进行测量和分析,实验结果表明并联空气腔F-P干涉仪可以消除温度的交叉敏感,对应力及弯曲的测量具有良好的重复性和线性效果。(3)针对双封闭空气腔并联F-P干涉仪弯曲灵敏度不高的问题,利用光学游标效应的灵敏度增强特性,结合偏芯光纤及空心光纤,设计制作一种双封闭空气腔级联F-P干涉仪,并对光学游标效应成因及影响因素进行系统的理论分析与推导。通过设计三组不同腔长的组合进行实验对比分析,获得灵敏度不同放大倍数的矢量弯曲传感器,并分析其误差的主要来源。(4)利用并联型集成光纤F-P干涉仪可用于“点”测量的结构特点,结合熔融拉锥技术,设计制作一种单封闭空气腔并联F-P干涉仪,用于温度补偿的液体折射率测量。利用其封闭腔与外界隔离实现单一温度测量,开放腔引入微结构通道更有效增强光与物质的相互作用实现高灵敏度液体折射率测量。通常,液体的热光系数比空气的大两个数量级,故通过集成方式实现温度补偿具有现实意义。