光纤(光栅)传感技术自20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来，它是以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。当今社会已进入了以光纤通信技术为主要特性的信息时代，而光纤(光栅)传感技术代表了新一代传感器的发展趋势。 在应用物理和工程领域，逆问题是一个很重要的问题。光纤光栅的逆问题，一是从光栅的光谱分析或重建光栅的物理参数如光栅的周期，长度，折射率调制深度等；一是从受外场影响的光栅的光谱分析或重建光栅所感应的场，特别是非均匀场。这个问题的研究，对光纤光栅性质的了解和光纤光栅设计、优化等问题有重大意义。 论文主要内容有： 1.概括介绍了光纤光栅的发展概况、分类、正问题的分析方法、长周期光纤光栅的写制方法和应用现状、光纤传感器的发展和光纤光栅逆问题及其分析方法。 2.利用传输矩阵法分析和模拟均匀和非均匀光纤光栅的光谱特性，并分析和模拟均匀和非均匀光纤光栅与均匀和非均匀场之间的相互作用。 3.以均匀光纤光栅为例，介绍常用于光纤光栅逆问题研究的两种全局优化算法：模拟退火算法和进化算法的基本概念及用其来解决逆问题的基本思路；并引进一种新的算法——ProbabilisticGlobalSearchLausanne(PGSL)算法。 4.利用引进的新算法，对光纤光栅的逆问题做了比较系统的分析；建立几个新模型，设计了几种在光纤传感领域和通信领域有重要使用价值的特殊的光纤光栅。 5.对长周期光纤光栅模式间的耦合进行理论分析；数值模拟长周期光纤光栅多个耦合峰的透射谱，并分析光纤光栅结构参数对各个透射峰的影响；初步探索红外飞秒激光写制长周期光纤光栅，对其传感特性进行初步实验研究(合作完成)。 6.设计了三种基于光纤传感的新型的液体泄漏检测技术：(1)基于光纤耦合器耦合分光比随周围介质折射率变化而变化的原理的液体泄漏检测技术；(2)基于水凝胶的光纤液体泄漏检测技术；(3)基于光纤端面反射的液体泄漏检测技术。 7.结合项目，研制开发了一套新的储油罐液体泄漏光纤检测系统。