本文重点研究光纤光栅的合成理论与设计方法，并强调其在40G系统或DWDM系统中的应用；对L波段EDFA以及双向泵浦Raman放大器也进行了研究，运用光栅的温度应力特性，提出一种用光纤光栅测热膨胀系数的新方法，首次将合成光纤光栅的剥层算法引入到C波段和L波段增益平坦滤波器的设计中，并用与期望反射谱群时延有关的参量α来控制光栅长度，合成啁啾光栅的长度小于5cm，其透射谱与理想透射谱之间的峰峰值误差很小；用剥层法重构基于啁啾光栅的色散补偿器，提出光栅的搜索优化方法，通过变步长方式及对反射谱分区处理，使优化收敛速度加快，出弱非周期性相位取样光栅的优化方法，通过引入一组与信道色散补偿量有关的啁啾控制参数，可使不同信道的色散补偿量与传输光纤色散斜率相匹配，但各信道反射率将出现较大差异；结合剥层法对弱非周期性相位取样啁啾光栅进行了优化设计，在完全消除取样函数的幅度调制后，同样取得同时补偿传输光纤色散及其色散斜率的能力，且各信道最大反射率、有效带宽值基本均匀一致。