光纤光栅是近年来发展迅速的一种新型无源光纤设备。其具有体积小、灵敏度高和易于波分多路复用等特点,被广泛应用于光纤传感和光纤通信领域。倾斜光纤光栅是作为一种新型的传感结构,兼具价格低廉、制作简单、维护简便、可靠性高等优点,由于其特殊的结构,使其对周围环境的参数更为敏感。本文首先叙述了光纤光栅的概念和分类,并分析总结了光纤光栅传感器的一些优点,及其基于这些优点,光纤光栅在各个领域的发展状况及应用。其次,简要介绍光纤光栅的传感原理,鉴于其在传感方面的优势都是源于其模式的耦合,所以着重分析推导了其耦合模式理论及传输矩阵,并在其基础上分析了其传感特性。接下来,除了叙述了倾斜光纤光栅的传感原理之外,还介绍了光纤光栅的制作方法,以及用相位掩膜法制备倾斜光纤光栅的方法。通过实验验证了倾斜光纤光栅在应力、温度、折射率传感方面的传感特性,发现了良好的线性关系。且倾斜光纤光栅对环境折射率十分敏感,可以用来作为折射计和浓度计,此外还叙述了其他的应用。最后,本文设计了一种基于倾斜光纤光栅的DNA分子传感器。在倾斜光纤光栅上利用湿法转移石墨烯,并在石墨烯表面固定单链DNA分子,制成DNA分子探针。浸入待测液体时,石墨烯表面的ssDNA单链与溶液中与溶液中目标DNA结合形成双螺旋结构,从石墨烯上脱离进入到溶液中,会造成溶液浓度的改变。基于倾斜光纤光栅对于环境折射率的敏感性,可以得到待测溶液的浓度及其成分。