随着光信息科技的飞速发展,光纤传感器技术已经成为国内外专家的研究重点。光纤布拉格光栅已是光纤传感领域的重要光器件,被广泛应用于航天航空、船舶航运、水坝桥梁、隧道建设、石油化工、医学和电磁干扰等领域,而波长解调技术是其应用于传感系统的最关键环节。本文从光纤光栅传感理论的基本原理出发,对光纤布拉格光栅的解调方案进行了详细分析和研究。提出一种以虚像相位阵列(VIPA)为核心光滤波器件,FPGA进行信号采集与处理的高速波长解调系统。本论文的主要工作如下：(1)从光纤光栅的传感应用出发,对高速波长解调技术的发展状况进行了介绍,分析了光纤光栅传感技术在实际应用的优点和需要解决的问题。深入研究了现有光纤光栅波长解调方法,对解调方案的原理进行了详细阐述,分析了各自的优缺点。(2)研究了VIPA的理论基础并进行了数值分析,改进并优化了一种基于VIPA的锯齿形光谱滤波器。滤波器的结构改进使其线性度和占空比都得到了较大改善,结构也更加简单,整个光路长度减小到10cm,而且在透射的工作方式下其损耗降低为3dB。(3)详细介绍了FPGA原理、开发流程和FPGA的硬件描述语言。基于FPGA的高速解调系统的核心光器件使用锯齿形光谱滤波器,并利用差分检测结构提高系统抗干扰能力。使用Verilog语言进行FPGA的程序设计,并在ISE开发平台上对各模块进行了仿真验证。最后搭建实验测试环境,验证了基于FPGA和锯齿形光谱滤波器光纤光栅高速解调系统的功能。