光纤光栅(FBG)传感器因其在医疗、土木工程、电力工业和国土安全等方面具有重要的应用前景而倍受关注。光纤光栅传感器具有灵敏度高、稳定性好、可靠性高、成本低廉等优点,近年来在温度、压力、轴向应力等参数的测量方面具有重要的研究意义。折射率是表征物质光学性质的重要指标,通过测量折射率的变化可以获取密度、浓度等重要参数。目前,折射率传感技术在石油化工、水质监测、食品工业及生物医学等领域得到日益广泛的应用,因此FBG在折射率传感领域有着极大的研究和应用价值。一般情况下,FBG折射率传感器的信号解调大多是通过检测光功率或光波长的变化来实现的。然而,由于光谱分析仪分辨率较低,测量速度较慢,加上普通FBG的线宽较宽,对折射率变化不敏感等原因,传统的FBG折射率传感器性能不高。为了提高折射率的传感分辨率和测量精度,相移光栅(PS-FBG)被开发利用起来。由于相移的存在,其反射光谱中会出现一个极窄的缺口,由于其陷波带宽极窄(<1pm),从理论上来说,传感器带宽越小,传感器测量精度越高,因此PS-FBG在折射率传感方面比普通FBG拥有更大的优势。然而,大多数OSA由于光谱分辨率较低的原因,无法分辨PS-FBG的光谱细节及其微小的波长变化,因此其应用同样受到了限制。针对这一问题,近年来快速发展的微波光子技术为PS-FBG的波长解调提供了可能。其核心思想是把光域内的波长变化转换为微波域内频率的变化,因为波长的微小变化会产生电域内频率较大的变化,所以借助更为成熟的频谱分析技术可以实现高速高分辨率的传感测量。在微波光子技术众多的传感应用当中,基于光电振荡器(OEO)的传感器无疑是最吸引人的技术之一。本文提出并实验验证了一种新型的基于OEO的高灵敏度折射率传感器。该OEO折射率传感器的传感单元是包层腐蚀后的PS-FBG,相比用普通光栅作为传感单元的OEO结构具有更高的灵敏度。由于电频谱分析仪比光谱分析仪具有更高的扫描速度和分辨率,因此能显著提高传感器的分辨率,测量结果更为精确。本文还提出并实验验证了一种基于双环路OEO的高灵敏度轴向应力传感器。通过步进电机对PS-FBG均匀施加轴向应力,将施加在PS-FBG上轴向应力的变化转化为OEO振荡频率的改变。双环路结构的光电振荡器能够有效地抑制部分光电振荡信号的边模,降低回路增益的阈值条件,使振荡器更容易起振,同时该系统提高了振荡器的边模抑制比和振荡信号的频谱纯度。