针对非本征法布里-珀罗干涉型（EFPI）传感器采用对称三波长解调法检测小信号时可能存在的波形变差问题，提出一种针对小信号的改进的对称三波长解调方法。利用三角函数的小信号近似，得到简化的公式计算求出三路信号的相位差，解决EFPI干涉信号的衰落问题。仿真与实验结果表明，该方法在针对小信号解调方面比现有三波长法具有更高的算法稳定性与更小的误差，同时在低信噪比的场景下对波形具有更好的恢复效果。实验上分别用本文方法和现有方法对相同声波信号进行解调，本文方法解调的信噪比较现有方法高12 dB以上。

针对在多腔型法布里-珀罗传感器中难以提取动态信号的问题，提出了一种用于多腔型法布里-珀罗传感器的三波长解调技术。该解调技术使用放大自发辐射光源和三个固定中心波长的宽带光纤滤波器，使干涉现象仅发生在多腔型光纤法布里-珀罗传感器的短腔中，以此提取较短腔的三个干涉信号。建立了校正算法和反正切算法来提取振动信号。实验结果表明，该解调技术成功提取了频率为1 kHz、峰峰值幅度为2.6 μm的振动信号。解调速度为500 kHz，解调分辨率为0.25 nm。该解调技术具有系统紧凑、成本低、速度快、鲁棒性高等优点，在多腔型法布里-珀罗传感器方面有巨大的潜力。

为测试光纤光栅（FBG）传感器是否可以承受由加速度引起的稳态惯性载荷，以及在承受这些载荷期间的传感性能，设计了一种铝合金基片封装式光纤光栅应变和温度传感器，并对其进行了加速度性能验证。确定了FBG应变和温度传感器的设计尺寸，阐述了封装过程，分析了 FBG 传感器的应变和温度传感机理，开发了基于体相位光栅和线阵光电探测器的光谱检测解调系统。搭建了加速度试验装置，并按照GJB150.15A“加速度试验”要求和方法对选取的 FBG 应变和温度传感器进行了加速度性能测试。试验结果表明：在加速度试验前后的 2 min 性能测试中，波长偏移量均未超过±50 pm，且光强变化未超过0.3 V；在加速度试验中，波长偏移量最大波动为±7 pm，光强均在1.3 V～4.003 V内。验证了所设计的光纤光栅传感器具备承受加速度载荷的能力，且承受载荷期间传感性能良好。

针对光纤布拉格光栅在复用时，由于光源带宽有限可能会导致光谱重叠，进而影响解调精度的问题，提出一种新型的光纤布拉格光栅重叠谱解调方法。该方法基于改进的蝠鲼觅食优化算法，利用Tent混沌映射优化初始种群多样性，采用差分进化算法优化个体位置更新策略，解决了蝠鲼觅食优化算法易陷入局部最优的问题。对多个光纤布拉格光栅重叠谱进行仿真与实验，结果表明：所提方法能够准确解调出重叠光谱的中心波长，即使在光谱畸变的情况下，误差最大不超过0.01 nm；同时有效降低了陷入局部最优的概率，提高了算法的稳定性、可靠性。

针对复合频移干涉系统可以通过相位来求解波长的特点，提出了基于频移干涉的数字混频FBG解调方法，并通过理论和实验进行了验证.该算法在解调过程中结合了频移干涉技术光栅准确定位的优势，提高了信号混频阶段本振信号与原始干涉信号频率的一致性，实现了干涉信号相位高精度解调.搭建了基于复合频移干涉结构的FBG传感系统，在仿真和实验测试中通过数字混频法准确解调出了干涉信号初始相位中包含的波长信息，对1.5 nm波长改变量的信号解调误差小于0.26%.同时进行了准动态信号的温度传感实验，具有较好的波长解调效果，在传感监测中具有一定的应用前景.