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全光网是通信领域的研究热点,是通信网络的发展方向。全光纤梳状滤波器和马赫-曾德尔干涉仪等光纤器件以它们优良的性能逐渐成为实现全光网的关键器件。本论文在一项国家重点基础研究发展计划(973)项目“面向光路交换网络的光纤器件理论与关键技术研究”和一项国家高技术研究发展计划(863)项目“新型光交换技术”,以及一项国家自然科学基金重点项目“面向细粒度光路交换信息安全网的光纤器件”的支持下,深入分析双芯光纤梳状滤波器和偏心光纤马赫-曾德尔干涉仪,取得以下成果：1.理论分析双芯光纤耦合器型梳状滤波器和双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器的主要性能参数对器件性能的影响,优化设计出具有均匀自由谱宽的双芯光纤耦合器型梳状滤波器和具有平坦通带的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器,并实验制作出符合ITU-T建议的双芯光纤梳状滤波器样品。分析二氧化碳激光器对光纤折射率的调制机理,在此基础上实现了利用二氧化碳激光器对双芯光纤梳状滤波器的通带中心波长的调节。2.提出一种具有哑铃形横截面的双芯光纤的设计方法,并实验制作出双芯光纤样品,利用该样品实验研究了双芯光纤与普通单模光纤之间、双芯光纤之间的低损耗熔接方法,实现了双芯光纤与普通单模光纤之间的熔接损耗小于1dB、双芯光纤之间熔接损耗小于1.5dB的实验结果,为实现双芯光纤的低熔接损耗提供了一个较好的选择。3.提出一种基于偏心光纤的嵌入式全光纤马赫-曾德尔干涉仪的设计方法,并理论实验分析偏心光纤参数对干涉仪性能的影响；实验研究了采用侧向开槽和填充拉丝法制作偏心光纤的新方法,并制作出偏心光纤样品；将偏心光纤样品熔接在两根普通单模光纤之间,实验制作出偏心光纤马赫-曾德尔干涉仪样品；实验室条件下,以干涉仪样品为传感器,实现了对温度、应力和折射率的测量。