双波长光纤激光器具有结构简单、体积小、价格低、线宽窄、抗电磁干扰等优点,在通信、传感、微波光子学等许多领域有着广泛的应用。本论文研究的重点就是把双波长光纤激光器引入传感领域,设计一套基于拍频解调技术的、方便、稳定、价格低廉的激光传感系统。本文首先简单回顾了光纤传感、光纤布拉格光栅传感、光纤激光传感的发展,总结了各种传感技术的优缺点。光纤激光传感器因为有非常窄的激光带宽和很高的信噪比,得到了越来越多的关注,在一些传感精度要求比较高的领域,如：石油勘探、地震预报、安全检测、国防等得到了广泛的应用。在激光传感器传感解调技术中,拍频解调技术是最简单、成本最低且性能稳定的一种解调方案。然而,现有的基于拍频解调的激光传感器需要两个正交偏振的激光模式,很容易产生跳模,系统稳定性差。为了解决这个问题,本文把双波长激光器引入传感领域,设计了基于拍频技术的双波长光纤激光传感系统。在双波长激光传感系统中,高性能的双波长激光器是核心器件,因此首要任务是制作出性能优异的双波长光纤激光器。为此,文中介绍了光纤布拉格光栅的基本结构,以及光在光栅中传播时的耦合模理论、传输矩阵方法。数值模拟发现在掺铒光纤中刻入带π相移的光栅便可实现激光输出,如果刻入带两个π相移的光栅即可实现双波长输出。为了方便、快捷、稳定的制作带相移的光栅,本文引入了X.F. Chen等人提出的等效相移技术(EPS)。该技术可以在μm级的微动平台上方便的在光纤光栅中引入π相移。利用EPS技术,我们设计制作了三段两腔式双波长激光器,激射波长分别为1556.713 nm和1556.753nm,波长间隔为40.79pm,频率间隔为5224.72MHz。利用制作的双波长光纤激光器,我们设计了光纤激光传感系统。理论上,双波长激光器相干产生拍频信号,检测拍频信号频率的漂移即可得到施加在传感头上的应力。实验发现,拍频信号频率和施加在传感头上的应力成线性关系,响应系数为-3.92kHz/με。由于双波长产生的拍频一般都在5GHz以上,因此本文提出了利用LiNbO3光电调制器对拍频信号进行降频。在没有发生任何畸变的情况下,拍频信号被降到100MHz以下,而且保持了非常好的传感性能。通过降频,实现了利用低频、便宜的频率计就可以实现对双波长传感器的监测。本文最后通过大量的实验证实了整套传感系统的稳定性、可靠性。