模间干涉型光纤传感器因其结构简单、制作方便、成本低、精度高等优点,受到学者的广泛研究,并成为光纤传感领域中重要的一部分。本论文基于多芯光纤,设计和制作了两种模间干涉型光纤传感结构,在实验上详细研究了所设计光纤传感结构在温度、应变、曲率和扭转等物理参量传感测量方面的传感特性,主要工作如下:1、论述了多芯光纤的发展和分类,详细介绍了多芯光纤传感器的研究现状;从麦克斯韦方程出发,分析了理想波导和光纤中的模式理论,并着重介绍了Sagnac和Mach-Zehnder两种常见模间干涉型传感器的原理,为传感器的设计提供了理论依据。2、设计并制作了一种基于多芯-保偏光纤结构的Sagnac干涉型传感器,阐述了该结构光纤传感器的传感原理,实验研究了该传感器的温度、应变和曲率传感特性,并实验验证了多芯光纤长度和保偏光纤长度对传感器灵敏度的影响。实验结果显示:多芯光纤长度和保偏光纤长度对传感器温度灵敏度都有一定影响,但不成规律变化,在本实验中由保偏光纤长度和多芯光纤长度变化带来的温度灵敏度波动分别为0.36nm/℃和0.77m/℃。当保偏光纤长度为10cm、多芯光纤长度为12cm时传感器获得最大的温度灵敏度为-2.38nm/℃,测量精度为0.08℃。保偏光纤和多芯光纤长度对传感器应变灵敏度具有较大影响,应变灵敏度随着保偏光纤长度的减小和多芯光纤长度的增长而变大。在多芯光纤长度为8cm、保偏光纤长度为4cm时传感器具有39.2pm/??的最大应变灵敏度,并且当多芯光纤长度一定的情况下保偏光纤越短应变灵敏度越高。曲率实验表明,保偏光纤长度和多芯光纤长度变化对曲率灵敏度有一定的影响,但是光纤长度和曲率灵敏度之间不存在明显线性关系,且保偏光纤和多芯光纤长度变化带来的曲率灵敏度波动分别为3.48nm/m^-1和3.85nm/m^-1,没有太大差别。当保偏光纤长度为6cm、多芯光纤长度为8cm时传感器获得最大的曲率灵敏度为17.58nm/m^-1。该结构传感器获得较高的温度灵敏度,且在应变传感和曲率传感特性实验中表现出良好的线性响应度。3、设计并制作了一种基于多模-多芯-多模光纤结构的Mach-Zehnder干涉型传感器,实验研究了该传感器不同谐振波谷的应变、扭转和温度传感特性,结合同一谐振波谷温度和扭转的不同响应特性,探索了温度和扭转同时测量的可能性。在扭转测量实验中,顺时针扭转时,实验获得的最大波长灵敏度和强度灵敏度分别为13.8 pm/（rad/m）和1.837dB/（rad/m）;逆时针扭转时,最大波长灵敏度和最大强度灵敏度分别为-41pm/（rad/m）和-1.881dB/（rad/m）;传感器透射谱谐振波谷的强度随着顺时针扭转增大而增大,随着逆时针扭转增大而减小,因此可以通过谐振波谷强度的变化实现扭转方向的识别。在温度测量实验中,传感器的透射谱随着温度的增大发生明显的红移现象,得到的温度最大波长灵敏度和最大强度灵敏度分别为70pm/℃和-0.296dB/℃。在应变测量结果显示,该结构传感器应变强度灵敏度比扭转和温度的强度灵敏度低三个数量级,应变波长灵敏度比扭转和温度的波长灵敏度分别低一个数量级和两个数量级,可以认为该传感器对应变不敏感。此外,利用传感器谐振波谷的波长和强度对温度和扭转不同响应,结合敏感矩阵实现了温度-顺时针扭转和温度-逆时针扭转的双参量测量。