近年来,对多模光纤光栅的研究受到越来越广泛的重视,它不同于单模光纤光栅的独特优点使它在全光通信及光纤传感等领域具有很好的应用前景.然而目前在理论方面对多模光纤光栅的研究还相对比较少,因此,该文将对多模光纤光栅的基本理论、特性及其在实际中的应用进行详细的分析研究.第一章首先介绍了多模光纤光栅的原理、制作方法及其特性的实验测试结果,然后简要的介绍了光纤光栅的理论分析方法和在光纤通信及传感中的应用.第二章从经典耦合模理论出发,给出了光纤光栅的模式耦合方程,分析了前向及后向模式耦合情况下的光谱特性,并讨论了光栅各参数对谱特性的影响.在引入独立模光栅的基础上,建立了分析多模光纤光栅的数字物理模型,随后模拟了多模光纤光栅的反射谱,并就光栅参数对其的影响进行了研究.第三章使用时域有限差分束传输法建立了圆柱坐标系中分析多模光纤光栅的数理模型,由于引入了GD法,使得截断误差降低了两个数量级.初步模拟了均匀平面波在传输一定距离后的场分布并进行了分析,验证了算法的收敛性,为进一步的研究打下了基础.第四章首先介绍了多模光纤光栅在光源调制及分插复用方面的应用,随后给出了分析多模光纤光栅的温度、应力等特性的数理模型,并将模拟值与实验值进行了分析比较,提出了多模光纤光栅在传感中的应用.