光纤光栅是新兴的光电子器件，随着写入技术的日益成熟逐渐进入商品化、集成化。光纤光栅在传感器方面的应用和研究也越来越引起人们的重视。光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、灵敏度高、波长编码等特点。目前，光纤光栅已成为最具有发展前途，最具有代表性的光纤无源器件之一。它的出现，极大地拓展了光纤技术的应用范围。因此，光纤光栅传感器的理论和应用研究具有重要的实际意义。 本论文主要内容如下； 1 从麦克斯韦方程组出发，建立了光纤中光波的波动方程，分析了光纤中光波场的模式特性，推导出耦合模方程。利用耦合模理论对均匀光纤Bragg光栅的传输特性进行分析，建立耦合模方程，给出解析解。并详细研究了其光谱特性与光纤光栅的参数(光栅长度、耦合系数等)之间的关系。 2 对光纤光栅温度和应变同时测量时的交叉敏感问题进行了详细分析和深入研究，提出了一种新颖方案。并对温度和应变同时测量时的误差进行了理论分析和推导。 3 对光纤光栅在岩土工程中的传感及应用情况进行了研究。通过实验验证了光纤光栅作为应变传感器使用时交叉敏感问题不容忽略。并用封装的光纤光栅作为温度传感器对温度进行了有效补偿，实现温度和应力的同时测量，而且起到保护光纤光栅的作用，使其更加适应恶劣的工作环境。