光纤光栅是应用领域最为广泛的一类光纤传感器件。以光纤Bragg光栅(FBG)为主的光纤光栅传感器具有体积小、易集成和埋藏、分辨率和灵敏度高、抗干扰和腐蚀等诸多优点，同时因为基于光纤制作而成，容易做到分布式传感和测量，并且测量范围满足大多数工程要求从而得以应用于航空航天、工程检测和医疗器械等诸多领域。随着超短脉冲激光加工，尤其是飞秒激光加工技术的不断成熟，得益于其操作简单、加工灵活、精度高的特点，目前有关使用飞秒激光进行光纤光栅加工及其作为传感器应用的研究也越来越多。这些研究将有利于推动光纤光栅传感特性的改善，为光纤传感器件的应用场景提供更多的可能。
　　本文重点研究了利用飞秒激光直写技术制作光纤光栅的工艺和基于这种工艺设计制作的新型双参量光纤光栅传感器的特性。主要的工作内容小结如下：
　　(1)分析了飞秒激光对光纤材料折射率改变的作用机理，介绍了本文中使用到的飞秒激光加工系统各部分结构和功能，以及飞秒激光各主要参数对加工质量的影响。同时利用所搭建的飞秒激光加工平台，在标准通信单模光纤(SMF)中尝试制作了逐点和逐线的FBG，并对光栅光谱特性进行了分析。
　　(2)探究了利用飞秒激光直写技术进行光纤光栅稳定加工的工艺流程，摸索了分别针对逐点和逐线FBG刻写前的光纤精准对焦方法，验证了透过光纤涂层直接刻写光栅的可行性。通过加工多种不同参数的逐点/逐线FBG，实现了多次刻写的光栅样品中心波长、透射率在很小的偏差范围内，验证了飞秒激光加工光纤光栅具有较高的稳定性和可复现性。同时基于飞秒激光在SMF中加工光栅的经验，在有源光纤和少模光纤中尝试了FBG的刻写。
　　(3)提出了一种新颖的基于同时兼具马赫-曾德尔干涉效应(MZI)的FBG的双参量光纤传感器，可同时测量弯曲变化和环境温度变化。该传感器使用飞秒激光加工制作而成，是一种偏芯逐线FBG，结构简单，加工时间短，传感灵敏度高。弯曲响应中，工作范围在-7.8~7.8m-1时，测得MZI干涉峰的最大灵敏度为-2.39nm/m-1；温度响应中，工作范围在25~70℃时，两种方案中MZI干涉峰和FBG谐振峰的灵敏度分别为-78pm/℃和10pm/℃、-46pm/℃和9pm/℃。