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近年来,得益于信息、材料、微加工技术等多学科的发展,光纤传感器的种类越来越多,许多基于智能敏感材料的光纤微型结构传感器被提出来,极大丰富了光纤传感器的应用领域。与传统的电化学传感器相比,光纤传感器具有无电性、耐电磁干扰、耐高温、成本低、灵敏度高等特点,使得其在温度、湿度、氢气等环境参量的监测领域有着独特的应用优势。而目前提出的光纤温度、湿度、氢气传感器依旧存在一些问题,如灵敏度不高、制作工艺复杂、成本高、稳定性差等,严重制约了光纤温度、湿度和氢气传感器的进一步发展。因此,针对这些存在的问题,研究人员也在不断提出新的改进方法,推动着光纤传感器不断向前发展。本文利用不同材料的敏感特性,同时结合光纤微型结构的独特优势,开发出了三种不同类型的光纤传感器,实现了在温度、湿度和氢气领域的传感测量。本文主要研究内容如下:（1）利用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）材料的热光效应与光纤表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）特性相结合,开发出了一款基于PDMS材料的SPR型光纤温度传感器。首先采用磁控溅射技术在多模光纤-光子晶体光纤-多模光纤（MMF-PCF-MMF）结构侧面镀上一层金膜,通过研究不同PCF长度和金膜厚度对传感器性能的影响,得到一个性能较佳的传感探头。与多模光纤-单模光纤-多模光纤（MMF-SMF-MMF）结构相比,从理论与实验角度进一步证实了以PCF作为传感区域的优异特性。最后在性能较佳的传感探头的表面涂敷一层PDMS材料,组装得到了SPR型温度敏感探头,其对温度具有很好的响应性,实验结果表明,在35-100℃范围内,灵敏度高达-1.551nm/℃。（2）利用聚酰亚胺吸湿膨胀原理与光纤法布里-珀罗（Fabry-Perot,FP）干涉原理相结合,开发出了一款基于聚酰亚胺的FP型光纤湿度传感器。从理论上分析了FP干涉原理,并且通过计算给出了FP型湿度传感探头的理论湿度值。实验结果显示,传感器在20%RH-90%RH的湿度范围内的灵敏度为22.07 pm/%RH,与理论值十分接近。同时通过在系统中引入光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）,利用FBG对湿度不敏感而对温度敏感的特性,来补偿温度对FP型湿度传感探头的影响。经过数学推导,给出了温度补偿公式,从实验的角度进一步验证了温湿度一体化系统的可靠性。（3）利用Pt/MoO3材料吸氢放热原理与光纤FP型传感探头的温敏特性相结合,开发出了一款基于Pt/MoO3材料的FP型光纤氢气传感器。从工艺上优化了FP型温度传感探头的制作方法,对比分析了不同的PDMS材料填充厚度与空气腔长度对传感探头性能的影响。将Pt/MoO3材料涂敷在性能较优的FP型温度探头的侧面,制备出了FP型氢气敏感探头,在0%-1%的氢气浓度条件下,传感器的灵敏度为-6.20 nm/%。