光纤传感具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高、体积小、结构紧凑、动态范围大等一系列优点,可以广泛应用于边界安防,大型发电机组、航天航空器运行状态监测,桥梁大坝安全监测等领域。传统的光纤迈克尔逊、马赫泽德干涉型传感需要两路以上的光纤来产生干涉,模间干涉利用光纤中不同模式的传播速度不同而产生相位差,仅需要单根光纤就能实现不同模式之间的干涉。对于光纤模间干涉,外界环境可以改变光纤的有效折射率,进而使光的传输模式发生改变,使得模式重组,输出的干涉波形随之发生变化,通过探测这些变化可以测量环境参量的变化,实现模间干涉传感。本文主要研究基于单模光纤错位熔接的模间干涉传感机制,通过单模光纤的错位熔接构造透射式和反射式的干涉仪,并进行温度和应变传感的研究；提出了基于模间干涉和Sagnac环的混合型干涉仪,有效地提高了输出的干涉消光比。第一章绪论,概述了光纤传感技术的发展历史及其优点,讨论了干涉型光纤传感技术的分类并给出各种结构的原理分析,然后介绍模间干涉型光纤传感技术的国内外发展现状,最后概括了本课题的主要研究内容和创新点。第二章基于经典的电磁场理论,分析了光的干涉条件,结合麦克斯韦方程组和光的波动理论,给出了模间干涉型光纤传感的基本原理,并利用线偏振模式的简化理论,针对单模光纤给出了基于其错位镕接的模式理论分析,为后续实验奠定了理论基础。第三章根据模间干涉理论,提出了基于单模光纤错位熔接形成的模间干涉型光纤干涉仪。通过熔接机熔接模式和熔接参数的设置,可以实现干涉谱消光比的控制。研究了该干涉仪的透射式和反射式两种结构,并分别分析这两种结构的应变和温度传感特性。第四章在基于双折射光纤的Sagnac环琼斯矩阵分析的基础上,提出了基于单模光纤错位熔接和Sagnac环的混合型干涉仪结构,实验测量了混合型干涉仪的温度传感特性,并分析消光比对实验结果的影响。实验结果表明,通过偏振态控制,混合型干涉结构能够明显增加干涉消光比,在某些波段,增加的消光比高达10dB左右。