本论文以光纤气体传感技术为目标，开展了两方面的研究：一是波长调制吸收光谱在光纤气体传感技术中的应用；二是对微结构光纤用于气体传感和其他物理量的传感进行了探索和实验研究。　　 本文综述了波长调制光谱技术的发展，介绍了有关的基本理论和实验研究状况；分析了将波长调制光谱技术和光纤技术应用于气体传感的优点。　　 鉴于我国瓦斯监测的紧迫性，和进一步技术发展的要求，本文针对甲烷在1650nm波段的吸收线，研发了一套波长调制吸收光谱光纤瓦斯传感装置。该系统包括激光器驱动电路、温控电路、传感探头、光电探测电路、数据处理程序几个部分。在浓度范围0-4％之间，本文系统可以达到10ppm甲烷体积浓度的测量分辨率，在4％以上，可以达到100ppm的分辨率。　　 本文对波长调制光谱技术中一系列的机理和技术问题进行了理论分析和实验研究，取得了以下的主要结果：　　 推导了偶次谐波随光学深度变化的近似的解析公式，该公式很好地解释了偶次谐波的双值特性以及存在零值的性质。理论分析结果得到了实验验证。　　 理论分析和比较了偶次谐波方法、二次/一次谐波比值方法和对数光谱方法的特性和优劣并且指出了对数方法的优越性。讨论了半导体激光器中与波长调制相伴随的功率调制问题；研究了对数光谱中的光源功率调制，首次得到了其傅里叶系数的严格解析结果；推导了波长调制存在二次项时，波长调制的洛伦兹线型的傅里叶系数，首次得到了相应的严格解析公式。这些结果对于优化系统性能以及深入研究波长调制光谱和对数光谱具有重要意义。　　 对常用的比值方法和对数方法的噪声进行了理论分析和实验研究。实验发现对数方法的噪声低于比值方法2-3个数量级。理论上对这一改善进行了讨论，得到了相应的公式，公式计算的结果与实际吻合得很好。　　 分析讨论了光源功率调制对波长调制光谱的扭曲，推导了基本关系，给出了直观的解释，并进行了相应实验研究。　　 本文的另一个主要内容是利用柚子光纤开展了微结构光纤传感应用的研究，得到了以下的主要结果：　　 为了提高气体进出柚子光纤空气孔的速度，分别采用化学腐蚀方法、机械磨抛和飞秒激光脉冲烧蚀三种工艺，进行了了光纤侧面开孔的实验探索，获得了一定的工艺经验。　　 对柚子光纤的近场分布进行了观察和研究，发现了其不同于常规多模光纤的散斑特性。采用单模-多模-单模光纤结构，测量了接收功率、光谱等基本参数随外界扰动(拉伸、弯曲、振动)的变化。对柚子光纤的散斑特性和光谱特性做出了定性的理论解释，并且估算了传输光谱的蓝移，与实测结果基本相符。研究表明，微结构光纤在应力应变传感上也有很好的应用前景。