目前，光纤通信网正在向着下一代全光通信网快速演进，全光通信网将是未来信息高速公路的主要物理载体，光子器件的发展是实现全光网的关键。光纤光栅是20世纪90年代出现的一种新型光无源器件，具有灵活，无源，插入损耗小以及偏振相关小等优点，对光纤通信技术的发展有着重要的影响，是当前的一个研究热点。　　 本文阐述了光纤光栅的现状和发展以及光纤光栅的光敏性、光学特性和制作方法；讨论了光纤光栅的耦合模理论，分析比较了各种不同的数值计算方法的原理和特点，并选定传输矩阵法作为本文数值仿真的主要方法。数值分析了线性啁啾光纤光栅的特性，得到了光栅参数对光栅特性影响的规律。结合实例，设计出了在单信道色散补偿传输系统中和光分插复用器中应用的啁啾光栅的参数，并给出了实现方案。数值分析了均匀取样光栅和啁啾取样光栅的特性，得到了光栅参数对取样光栅特性的影响规律；结合实例设计了16信道DWDM传输系统中宽带色散补偿用的啁啾取样光栅；设计了同时上下8个波长OADM中的均匀取样光栅，并给出了具体的实现方案。数值分析了长周期光纤光栅的特性，得到光栅参数对长周期光纤光栅特性的影响规律：根据EDFA的增益谱特性，提出了采用长周期光纤光栅的增益均衡方案，并分别设计出了用于EDFA增益的单个长周期光栅和级联长周期光栅实现EDFA的增益均衡。