微结构光纤（Microstructure Optical Fiber，MOF）是指具有微米或者纳米尺度结构的光纤，一般包括光子晶体光纤（Photonics Crystal fiber，PCF）和其他一些具有特殊结构的光纤，例如柚子型光纤、布拉格光纤、多芯光纤等。随着各种具有新颖的光学特性的光子晶体光纤的面世。让人们对光纤有了全新的认识，自此多种新型的光纤理念被陆续提出、实现，这极大地丰富了特种光纤在通信、激光、传感等领域的应用。然而微结构光纤的特殊的结构以及材料特性导致的兼容性问题，使其不能很好的应用实际，因此针对微结构光纤的后加工技术日益重要。本文从传感器件和传感应用需求出发，设计并制作数种微结构光纤，研究了微结构光纤的低损耗熔接使其具有更好的兼容性，进一步探索了微结构光纤后加工技术，测试并分析了特定的微结构光纤器件的性能，其中着重介绍了几种微结构光纤及器件的传感应用。　　本文对微结构光纤的分类及理论进行了介绍，同时介绍了其他科研工作者在光纤的后加工技术上的贡献，着重对长周期光栅的理论，制作以及应用进行了阐述。　　从本课题组的实际需求出发，利用一种新型的二氧化碳激光熔接机，开发出了几种特种光纤的后加工方式，具体分为两个部分：1、特种光纤的熔接，包括不等径光纤的熔接，光纤端帽的熔接，光子晶体光纤熔接等。详细介绍了一种高非线性光子晶体光纤的熔接方法，该方法包括对光子晶体光纤的预塌缩技术，小芯径高数值孔径光纤的熔接，加工后的光子晶体光纤熔接三个部分。2、针对该设备，开发了一套长周期光栅的制作方法，并对该方法改进并得到另一种低损耗长周期光栅的制作方法，并对我们在长周期光栅的应用方面的研究进行介绍。在这一部分研究基础上，进一步的通过选用不同类型的光纤并改进加工方式，提出了两种新型长周期光栅并进行传感应用。　　从改变光纤内部结构的思路出发，提出了一种单模多芯光纤螺旋长周期光栅。设计并拉制了一种十九芯光纤，由于这十九个芯之间的距离较近，同时每个纤芯的NA较低，由于纤芯间强烈的耦合使得该光纤支持单模传输。采用二氧化碳激光以固定速度对该光纤进行加热扫描，同时以恒定的角速度扭转光纤，当光纤冷却以后，由于19芯的排布呈现非圆对称，使得这种螺旋结构被固化于十九芯光纤的纤芯区域中，形成一种螺旋长周期光栅。该光栅在光谱上表现出多个波段的耦合峰。由于在制作过程中，引入了螺旋结构，使该光纤应用于扭转测量中，表现出较好的性能。不仅具有较高的扭转灵敏度而且可以测量扭转方向。此外该光栅作为扭转传感器时，具有较低的温度串扰性。　　从改变光纤材料的思路出发，提出了一种元素周期性热扩散型长周期光栅，成功应用于高温传感。由于在高数值孔径光纤的纤芯中掺杂有大量的锗，高温下，锗的扩散能增大纤芯尺寸和模场。在该现象的基础上，使用二氧化碳激光对高掺锗光纤进行点对点加热，使光纤纤芯每间隔数百微米产生元素扩散，从而构成长周期光栅的调制。由于该光纤是在高温下制作而成，天生具备耐高温特性。由于纤芯中含有大量锗，而锗具有较高的热光系数，因此该光纤同时具备较高的温度灵敏度。　　仿照长周期光栅的传感原理，提出了一种采用双导光机制的微结构光纤，成功应用于折射率传感。。在该光纤两端直接熔接单模光纤，即可以实现基模和高阶模之间的干涉，得到标准的双光束干涉光谱形成马赫曾德干涉仪。通过化学腐蚀的方法剥离微结构光纤的部分包层，使高阶模更容易受环境折射率变化的影响。当环境折射率发生改变时高阶模的有效折射率亦随之改变，使得光谱上的干涉峰产生飘移。通过飘移量对环境折射率的变化进行标定，实现折射率传感。在常温下，由该方式制作的折射率传感器属于温度不敏感型。