微结构光纤因其特殊的空气孔结构使其光谱特征具有很强的可调性,一方面可以通过结构设计来实现设计要求,另一方面也可以填充材料的方式增强和改进其光学性能。基于微结构光纤的光纤布拉格光栅继承了微结构光纤的许多光学特性,使其拥有许多比普通光纤布拉格光栅更优异的光学特性。因此这种光栅的研究具有十分重要的意义。目前针对微结构光纤布拉格光栅的研究大多集中在光纤结构设计和光栅不同写制形式对光栅反射谱的影响。但对材料填充微结构光纤布拉格光栅的研究还鲜有报道。本文论述了微结构光纤布拉格光栅的结构特征,应用有限元法和耦合模理论分别分析了微结构光纤布拉格光栅谐振峰波长随空气孔折射率变化规律,液晶填充微结构光纤布拉格光栅的温度传感特性,具有多谐振峰结构的微结构光纤布拉格光栅的结构参数和空气孔折射率变化对光谱的影响,以及基于螺旋形液晶填充的微结构光纤布拉格光栅的温度传感特征。研究结果表明,随包层空气孔折射率的变大,光栅反射峰出现红移,且随空气孔折射率不断接近纤芯折射率,反射峰红移速度逐渐变大;填充E7液晶后的微结构光纤布拉格光栅,其温度传感灵敏度比未填充前显著增强;对于具有多谐振峰结构的微结构光纤布拉格光栅,随空气孔折射率由小变大,包层模式谐振峰向长波长方向漂移,而纤芯模式谐振峰没有漂移;对在纤芯填充了螺旋型液晶构成的微结构光纤光栅,当温度升高时光栅的谐振波长红移,带宽减小,时延量增大,归一化频率减小表现出显著的温度传感特性。这些研究结果可为新型传感器和可调反射器等光学器件的设计提供参考。