基于光纤光栅所研发的各种传感器具备高精度、耐腐蚀、抗电磁干扰等优点,在民用与军用领域均有潜在的应用前景。目前,限制光纤光栅传感器进一步发展的因素主要集中在光栅的刻制工艺还处在较低水平,无法满足各种类型传感器对光栅性质的需求。目前,最常用的光栅刻制方法为紫外光曝光相位掩模板法,此方法技术成熟可批量生产,但存在诸多缺点,刻制工艺复杂、效率低、成本高等。CO₂激光器输出激光刻制法,操作简单、刻制效率高、成本低。在前期研究工作中已经对此方法进行一定探索,可刻制出长周期光纤光栅,但栅区极其脆弱,插入损耗较大,光栅旁瓣较多,难以用于传感器研制。本论文着重研究提升CO₂激光器刻制光栅的工艺,并探索利用刻制的光栅进行了折射率传感测量。具体进行以下研究工作:首先,阐述了长周期光纤光栅的发展及主要的刻制方法,介绍其传感特性及应用。对不同方法刻制光栅的成栅机理进行了研究、总结,并分析其成栅理论耦合模理论。其次,搭建CO₂激光器刻制光栅的实验平台,分析影响成栅质量的因素,并针对性的提出改进工艺,采用预载氢及预退火技术,成功利用CO₂激光器低功率模式输出的激光刻制出模式较多、带宽较窄、损耗峰幅值较深的光栅。并利用CO₂激光器刻制出小周期的LPFG。再次,分析折射率传感理论,利用不同方法刻制的光栅进行折射率传感实验,对比实验灵敏度及线性变化等参数。最后,针对目前光谱仪波长解调法存在的诸多不足,设计LPFG+FBG的解调系统,可提升测量的响应灵敏度。