光纤布拉格光栅已经成为非常有前景的温度、应力及其它参数测量的传感元件，但其存在温度和应力的交叉敏感问题。提出了一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器，将一个布拉格光纤光栅分成两半，各自具有不同的包层半径，其中一半保持不变，另一半包层半径从62.5 μm减小到40 μm。实验结果表明，两半光纤布拉格光栅的温度灵敏度均为10.4 pm/°C，而应力灵敏度分别为1.12 pm/ue 和3.89 pm/ue。初始的单个布拉格反射峰分裂成两个，分别对温度和应力敏感，而两个反射峰之间的波长差只受应力的影响，随着应力的增加其波长差逐渐增加。因此，通过这一个光纤布拉格光栅即可分辨出温度和应力所引起的布拉格波长漂移。该光纤光栅传感器结构简单、体积小巧、成本低廉、制作方便，可以广泛应用在各个领域实现温度和应力的同时测量。

基于长周期光纤光栅（LPFG）包层有效折射率与包层半径的良好相关性，提出一种半腐蚀长周期光纤光栅的新颖设计。将一根长周期光纤光栅分成等长的两部分，用HF酸腐蚀其中的一半区域，此时整根LPFG可看成具有不同谐振波长的两个半长度LPFG的级联。利用传输矩阵方法和三层介质光纤模型的色散方程分析了该种LPFG的光谱特性：随着腐蚀段包层半径的减小，两个分裂峰谐振波长之间距离增大，且模式越高间距越大。同时实现了应变和温度的同步测量，得到应变和温度的传感精度分别为±8.9 με和1.4 ℃。因此半腐蚀LPFG传感器可为解决LPFG交叉敏感问题提供有效方法。

为了提高长周期光纤光栅对环境介质折射率的传感灵敏度，提出一种长周期光纤光栅的周期和包层半径的结构优化.基于长周期光纤光栅的耦合模理论，分析了长周期光纤光栅的周期和包层半径的大小分别与环境介质折射率传感灵敏度的关系，讨论了长周期光纤光栅的周期和包层半径对折射率传感的影响以及控制光栅周期与包层半径对折射率传感的重要性.为使优化的长周期光纤光栅具有实用性，谐振波长设计在1.55 μm的常规波长范围，经过多次摸拟实验，提出最佳优化参量为: Λ=380 μm，rcl=17 μm，对环境介质折射率从1.26~1.38不同值的实验测试，折射率传感灵敏度达到0.000 12，长周期光纤光栅的结构优化获得理想的预期效果.