随着科技的进步、人类生活水平的提高及需求的增多，光纤通信的应用范围和领域大幅扩大，单模光纤目前已接近其传输容量的极限。为解决此类危机最好的办法就是引入新的维度以及复用方式，基于少模光纤的模分复用技术在此背景下应运而生。基于少模光纤的模分复用技术主要是利用少模光纤中易于控制的正交模式作为独立的信道来传送信息，把模式作为新的维度加以利用，这样不仅极大地提高了系统中频谱的利用效率，还可以成倍地对信息传输系统进行扩容。在模分复用系统中较为关键的器件之一是模式的复用/解复用器。　　目前常用的模式复用/解复用技术有:相位匹配的光纤光栅法、光纤熔融模式耦合法、相位盘法、周期性微扰法以及空间光调制器法等。在以上方法中，采用相位匹配光纤光栅法结构相对简单，但是对波长的依赖性比较强，而采用光纤熔融模式耦合法拉制的模式选择耦合器则可以实现低成本、低损耗、性能稳定和高效率的模式转换。因此，本文主要的研究对象是基于少模光纤的全光纤熔融模式选择耦合器。　　本文结合国家973计划、国家自然科学基金、天津市自然基金等重点项目的研究内容和目标，针对光纤通信和光纤传感领域对模式复用/解复用器的应用需求，主要开展了全光纤模式选择耦合器的理论与实验研究。本文的主要研究工作和成果如下:　　1.研究了少模光纤及其模式的传输特性，提出并设计了2×2和3×3的少模光纤模式选择耦合器。为满足实际情况中单模传输或多模复用传输的需求，本文采用单模光纤与少模光纤熔融链接的方式，根据模式耦合理论和相位匹配基本准则，通过对耦合器各项结构参数的优化，实现了模式间的高效转换。此外，我们深入研究了模式转换过程中各个模式的能量和模场的变化，并分析了熔融度对模式间耦合效率的影响。　　2.提出并设计了级联模式选择耦合器，实现了单模光纤中基模到少模光纤中LP02、LP21模的转换，此种模式转换利用的是间接方法，将LP11模式作为中间的过渡模式。经对比验证，此种方法可提高器件的工作带宽，得到了具有高模式转换效率、较低模式串扰、较大工作带宽的模式选择耦合器。　　3.制备了两种2×2模式选择耦合器，分别采用对称和非对称的熔融拉锥方式，实现了基模到LP11、LP21模的高效模式转换，且模式转换效率均高达80％，插入损耗小于0.8dB，可适用于通信系统中。　　4.制备了2×2模式复用选择耦合器，实现了少模光纤中LP01、LP11模或者LP01、LP21模的同时激发，即实现了模式的复用传输，并研究了其传感特性。