光纤扭曲传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、灵敏度高等优点,在工程、建筑和人工智能等领域有巨大应用潜力。当前,线性响应区域拓展、低预扭曲测量、低成本强度解调等是扭曲传感器研究的热点。本文采用错位熔接技术,提出一种基于少模光纤的在线马赫增德尔干涉仪(Few-mode fiber Mach-Zehnder interferometer,FMF-MZI),并对干涉仪的扭曲敏感特性进行了深入研究。本文主要内容如下:(1)理论研究了纤芯错位型FMF-MZI的模式干涉原理。基于光束传播方法,仿真分析了FMF-MZI的传输模式和“芯-包”间的模式分配,为FMF-MZI的结构优化提供了理论依据。开展了FMF-MZI的温度与扭曲传感原理研究。(2)定量分析了FMF长度、错位量、错位角度对于输出干涉光谱的影响,开展了基于FMF-MZI的光纤传感器扭曲特性测试。实验结果表明,在360?～-360?范围内,干涉仪表现为显著的强度调制特征,且条纹存在明显的波峰/波谷转折点,便于通过预扭曲实现扭曲方向识别。在0～?13.08 rad/m范围内,所制备FMF-MZI的扭曲灵敏度约110 d B/(rad/cm)。此外,开展了FMF-MZI的温度和弯曲特性测试。(3)基于角度错位熔接,开展了新型FMF-MZI的扭曲特性研究,验证了错位角度与线性响应区域间的调控关系。进而,开展了FMF-MZI的局部扭曲研究,揭示了干涉条纹波长漂移随剪切应变的反比例变化关系。基于局部扭曲,精细调控错位量值,首次实现了零扭曲状态下的近零条纹转折与扭曲方向识别。实验结果表明,在-40～40 rad/m范围内,传感器的扭曲灵敏度达21.485 d B/(rad/cm),具有高线性度和低温度串扰特征。