近十年来,基于光纤的气体折射率传感器和温度传感器的研发一直是学术界和产业界的热点研究课题。本论文基于马赫-曾德（M-Z）干涉传感理论,提出了三种新型光纤传感器结构,分别用于气体折射率和温度的检测。首先本文提出了一种用于精确检测气体样品折射率变化的毛细管型光纤传感器。毛细管的空气芯（纤芯）和管壁（包层）分别构成了M-Z干涉仪的传感臂和参考臂。相干光被耦合进入纤芯和包层后会激发其中导模,在输出端两个臂的出射光会发生空间重叠并产生干涉条纹。纤芯中气体折射率的变化使纤芯和包层导模相位差发生改变,造成输出干涉条纹的空间漂移。通过检测干涉条纹的漂移量或者检测由条纹漂移产生的光强变化可表征传感器的性能。基于类似的方法,我们还提出了一种基于双芯光纤的M-Z干涉型气体折射率传感器,此光纤含有空气芯和掺锗石英芯（简称石英芯）,相干光被分别耦合进入双芯,并在其中激发出导模,双芯输出光发生空间重叠并产生干涉条纹。空气芯内的气体折射率的变化使双芯中导模相位差发生改变,造成输出干涉条纹的空间漂移。以上提出的两种气体折射率传感器的分辨率分别可达到约5.7×10-8RIU（气体折射率单位）及1×10-8RIU,与国内外顶尖的气体折射率计的精度在同一量级。此外,以上两种传感器还具备成本低、尺寸较小,制备简易、响应速度快、传感原理直观等优点,在高精度气体折射率（气压、气体浓度）检测方面有很大的应用潜力。本论文还提出了一种基于双芯光纤的M-Z干涉型温度传感器。此光纤双芯都为掺锗石英芯,其中一个纤芯（悬挂芯）悬挂在光纤内嵌流体通道表面,另一个纤芯（称为偏芯）为离心芯,光纤内嵌的流体通道被注入具有较高热光系数的硅油。我们采用单模-多模-双芯-多模-单模（SMF-MMF-DCF-MMF-SMF）的光纤结构实现对双芯光纤的输入、输出耦合。环境温度变化会引起硅油折射率改变,使光纤输出的干涉光谱发生漂移。通过追踪分析光谱漂移量和温度变化量的关联关系可实现对此传感器的表征。实验结果表明本传感器灵敏度可达-1.42 nm/℃,与表面等离子共振型光纤温度传感器灵敏度同量级。此传感器的温度检测范围大于120℃,且和以往报道的利用光纤后加工技术（如抛光、拉锥、飞秒激光铣削）制备的光纤温度传感器相比,此传感器具有较高机械强度。本传感器在环境温度测量和建筑物温度监控方面有良好的应用潜力。