伴随着人们对光电子技术的研究,光纤通信技术及各类光器件发展迅速,作为光纤传输的理论基础——光波导理论也趋于完善,光无源器件广泛地应用于光纤通信各个方面,也是光纤技术的进一步发展与应用。具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点,广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光无源器件,是光纤系统中广泛使用的光无源器件之一,在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。在目前的理论研究方面,也已经理论研究了耦合器的线性、非线性、色散、高阶色散等参数对光传输特性的影响。可以说光纤耦合器作为一种重要的光无源器件其发展及应用都达到了比较成熟的地步。本文主要通过光波导的模式理论和模式耦合理论展开,主要对光纤通信中的传输介质光纤,及光纤通信系统中的光波导器件——光纤光栅及光纤耦合器进行研究,主要的工作内容包括以下几个方面：1、首先通过麦克斯韦方程,推导了光脉冲在光纤内传输特性,包括传播常数、模式理论等,通过软件仿真光脉冲在光纤内的传输；2、通过三芯耦合波导的设计,模拟量子力学中三能级系统。计算耦合系数与光纤参数的关系,优化设计耦合系数大对比度的三芯耦合波导,仿真脉冲在该波导中的非线性传输,实现研究非线性对暗态的影响；3、重点研究光纤光栅及光纤耦合器这两类光无源器件,包括光在耦合器中的色散、非线性传输特性；光栅的色散特性、反射特性及其与光栅参数的关系;光栅的时域脉冲响应；连续波、脉冲在光栅耦合器中的传输特性。4、关于结构的扰动对耦合器传输特性的影响研究,对耦合器结构的扰动进行傅里叶展开,研究了各空间频率分量对耦合器传输特性的影响。