光纤传感器具有非常多的优势,具体表现为传感结构的多元化、动态测量范围大、高灵敏度、抗腐蚀、结构紧凑小巧等,常常被应用于结构健康监测中。光纤传感器小型化的优势可以深入到结构体内部实现结构健康监测,其中超声探测、应变、温度为结构健康检测的基本参数。布拉格光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）内置型光纤激光器型超声传感器可以利用光纤激光器的高响应度和高能量输出特性,实现对高频和脉冲信号的探测。通过内置多个FBG以增强激光器的超声传感复用能力,但是以多个特定波长的FBG作为梳状滤波器的光纤激光器,难以实现稳定、高能激光输出。在测量时,应变和温常常作为一对互相串扰的环境参量,普通传感器难以解决应变和温度之间的交叉串扰问题。针对光纤激光器FBG超声探测系统中难以同时实现多路超声探测的问题。本文提出了基于Sagnac环结构和偏振相关隔离器的光纤激光器结构,在环路中起到调节整个激光器的整体损耗和对不同波长的激光进行能量调整的作用,实现多波长输出。具体表现为:对光纤激光器中谐振参数进行优化,进而通过调节光路中的偏振控制器使得多个波长的激光在光路中的损耗等于铒纤带来的增益以实现多波长可切换输出。激光器最多可以实现四波长激光同时输出,但是稳定性相对于三波长输出较弱。其中FBG以长短栅区光栅对的形式内置于光纤激光器,既作为激光器的滤波器又是超声探测的敏感元件。超声探测实验中,采取更稳定的三波长输出激光器,通过可调谐光带宽滤波器分离各个激光通道且均实现了对正弦和脉冲信号的探测。不同波长激光下的超声探测结果略有差异,其取决于FBG光栅的匹配情况。针对光纤应变传感器中存在环境温度交叉串扰的的问题。本文提出一种可实现应变和温度同时放大测量的级联Fabry-Perot腔型光纤传感器。通过采用适当长度的空芯光纤和单模光纤熔接以形成级联双腔结构,其中空气腔和硅腔的光学长度相近。此光纤传感器利用传统的Vernier效应以测量光谱包络漂移实现对灵敏度放大测量。在测量应变时,传感器中硅腔作为参考腔,利用空气腔的响应实现放大测量,而测量温度时,则反之。并且通过监测传感器反射谱的高频条纹漂移来表征环境的变化。外界应变和温度作用于级联腔结构的传感器时,光谱包络和高频条纹之间的灵敏度具有差异,所以可以建立灵敏度矩阵求解环境中应变和温度,从而解调应变和温度之间串扰,实现双参数同时测量。