光纤具有抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小等优点,因此光纤传感在传感领域中的占据着非常重要的角色。作为一种重要的全光纤器件,长周期光纤光栅(long-period fiber gratings,LPFG)在许多应用领域发挥着重要的作用,如高灵敏度折射率传感器,温度传感。迄今为止,对称型LPFG的研究非常成熟,而对于非对称的LPFG,由于非对称的模式激发困难、对称模式与非对称模式间耦合所需的条件不易达到,因此非对称型的LPFG的理论研究和制备方法很少,主要为实验研究。目前,非对称LPFG的制备技术主要为CO2激光脉冲法,其刻写的为纤芯模耦合到非对称包层模的LPFG,然而,由于其形成机理的复杂性,仍然没有一套完备的理论来解释它。本课题提出了在单模-少模-单模(SMF-FMF-SMF,SFS)结构中允许两个模式传播的少模光纤部分刻写LPFG,即形成SFS-LPFG结构,该结构既避免了纤芯模耦合到非对称包层模的复杂性,也排除了多个模式间的干涉问题。为了制作SFS-LPFG,本课题提出了一种低成本、简单有效的热诱导的方法。本课题完成了以下研究内容:(1)总结了目前主流的几种制备LPFG的方法,并对LPFG在传感领域的应用现状进行了总结。(2)分析了对称型LPFG的基本理论;然后根据LPFG传输矩阵法,建立了非对称少模LPFG的理论模型,并对其周期与谐振波长之间的关系进行了仿真分析。(3)设计并搭建出实验室简易、实用、易于操作的新型热诱导式LPFG制备系统,对该系统刻写LPFG的步骤及工艺进行了研究。并基于此系统进行了单模LPFG和非对称SFS-LPFG的制备实验研究,并对少模光纤上刻写的非对称LPFG的模式转换进行了实验验证。(4)对热诱导单模LPFG的传感特性进行了理论和实验分析,实验中测得热诱导单模LPFG在23℃～110℃温度范围内,温度灵敏度为73.8pm/℃,在0～931με应变范围内,应变灵敏度为0.319pm/με;在低折射率(1.37以下)时,热诱导单模LPFG的折射率灵敏度为16nm/RIU,高折射率下的折射率灵敏度为221.5nm/RIU;最后,对热诱导单模LPFG进行了扭曲率的实验测量。(5)对热诱导非对称SFS-LPFG的传感特性进行了理论和实验分析,包括应变、温度、折射率传感。实验测得热诱导非对称SFS-LPFG温度和应变灵敏度分别为58.86pm/℃和-5.4pm/με。此外,实验证明了本文提出的热诱导非对称SFS-LPFG的折射率不敏感特性。本文提出的热诱导LPFG刻写实验系统具有成本较低、操作简单、有效、易控制的特点,实验制作了热诱导单模LPFG和热诱导非对称少模LPFG。此外,本文提出的SFS-LPFG结构,由于其基于纤芯模之间的相互耦合原理,该结构具有对外界折射率不敏感的特性,可用于不同折射率液体内温度或者应变的测量。