折射率是各类材料非常重要的一项物理性质,通过测量折射率可以分析气体或液体中各种成分的含量。如今,折射率测量在化学工艺、环境监控、食品生产、生物医学等方面都有十分广泛的应用。基于光纤的折射率传感器具有结构小、灵敏度高,并且能够进行远程实时测量的优点,这些性质决定了光纤折射率传感器在实际应用中的巨大潜力与价值。同时,快速、高精度的折射率传感系统在气体、液体成分检测,工业生产应用中发挥了越来越重要的作用。本课题基于倾斜光纤光栅（tilted fiber Bragg grating,TFBG）传感器,探究了其结构、基本理论与折射率传感原理,针对不同的应用场景,设计了两套不同的高精度光谱测量系统,对应两套快速高精度的折射率传感系统,并搭建实验系统,对系统测量性能进行了验证与分析。第一套系统是基于高线性度扫频的折射率变化传感系统。首先探究了高线性度扫频光源的获得途径,介绍了其中使用的外调制技术与注入锁定技术。搭建实验系统对扫频光源的线性度进行了分析,并与TFBG传感器结合实现了高线性度扫频的折射率变化传感系统,进一步分析了传感器的折射率灵敏度与该系统的测量精度,分别为28.3nm/RIU与1.15×10-6RIU。在静态测量情况下测量精度可进一步提升至6.5×10-7RIU。第二套系统是基于双电光梳的折射率变化传感系统。首先介绍了光学频率梳与电光频率梳的作用与产生方法,介绍了基于光学频率梳的光谱解调系统——双光梳光谱仪的原理与密疏混合双光梳的原理,随后搭建实验系统实现了基于双电光梳的折射率变化传感系统,对该系统的测量精度进行了标定,其值为3.5×10-6RIU。并基于注入锁定技术提出了一种扩大系统折射率测量范围的方法,将测量范围扩大至90GHz。实验结果表明,上述两套系统都有非常高的测量速度与测量精度,其中基于高线性度扫频的折射率测量系统具有相对更高的测量精度与固定的测量速度,而基于双电光梳的折射率测量系统具有更快的测量速度,并且能够根据实际应用场景选择不同的测量速度与测量精度。