光纤磁场传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、适应各种恶劣环境、容易多分复用,适于远距离监测等优势。现有的光纤磁场传感器多采用磁致伸缩条棒上粘贴光纤光栅的方式,结构复杂,稳定性较差。本文提出了一种基于飞秒激光在光纤光栅包层上加工复杂微结构的新型光纤磁场传感器,具有灵敏度高和体积小等优点。提出的新型光纤磁场传感器主要利用复杂微结构以改善光纤光栅的伸缩性能,再结合TbDyFe薄膜的磁致伸缩效应,实现光纤光栅对磁场大小的检测。文章首先阐述了新型传感器的基本传感原理；并从微结构理论分析、飞秒激光加工基础参数、光纤复杂微结构的加工、磁致伸缩膜的制备、磁场传感探头的制作等方面展开了一系列的研究；对试制的光纤光栅磁场传感器进行性能测试,进而对复杂三维微结构的质量和磁场传感探头性能进行了分析和优化。论文主要研究内容和结果如下：(1)建立了基于光纤光栅微结构和磁致伸缩薄膜的磁场传感器模型。结合磁致伸缩原理和光栅传感原理综合分析,论证了光纤磁场传感器的传感机制。(2)设计了多种可在光纤包层表面制作的三维微结构。首先,从应变、应力、镀膜面积、横截面积等方面对加工有微结构的光纤进行了理论分析,结果表明,加工有微结构的光纤更容易受外界轴向拉力的影响。其次,对飞秒激光加工光纤的基本参数进行摸索,为后面制作复杂的三维微结构提供了参数依据。而后,设计制作了用于加工三维微结构的夹具系统,采用飞秒激光加工结合光纤旋转的方法制作出三维微结构,并从结构、尺寸、光谱、形貌等方面分析改进,优化加工参数。最后,利用最优加工方法和工艺参数制作了微结构光纤,并利用磁控溅射法在微结构光纤上镀上了磁致伸缩薄膜,试制了几种磁场传感探头样品。(3)制定出了探头性能测试方案,搭建静态磁场测试装置,通过对制作好的磁场传感探头进行性能测试和分析,进一步对传感探头的制作方法和使用的加工参数进行优化。实验结果表明,不同微结构形成的传感探头的灵敏度不同,有微结构的探头的灵敏度是无微结构的探头的2-5倍,与理论计算结果基本一致；另外,微加工工艺参数对传感器的性能有较大影响。