光学奇偶交错复用器(Interleaver)作为密集波分复用系统中的重要器件,其技术正在迅猛发展,但是如果将其用于传播40Gb/s的光信号时却会造成带宽资源的浪费。为了能够在对整个通信系统进行改造、扩容时获得更大的灵活性,采用非对称光学奇偶交错复用器将是一个很好的解决方案,有鉴于此非对称光学奇偶交错复用器逐渐成为了目前的研究热点。它不但可以提高系统带宽的利用率,同时在降低成本方面也具有较大的优势。本文基于光纤马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)模型,从理论设计、数值模拟和实验等方面对非对称Interleaver进行了系统的研究。本论文首次提出了两种新型的非对称光学奇偶交错复用器,即二级联MZI型非对称Interleaver和三级联MZI型非对称Interleaver。首先,本文从传统的光纤型马赫-曾德干涉仪模型出发讨论了分析这类Interleaver的基本方法。并且从实际应用的角度解释了器件涉及到的各个参数,以及色散的概念和它对通信系统的影响。接下来说明了三面镜G-T腔的工作原理,并讨论了它的参数选取。利用琼斯矩阵分析了自行设计的两种非对称Interleaver的工作原理,从能量以及色散两个角度说明了在没有G-T腔的情况下,至少需要三个耦合器才能获得非对称的输出。同时用Matlab程序对两种非对称Interleaver的输出结果进行了数值模拟分析,并将三面镜G-T腔引入三级联MZI型非对称Interleaver中以改善其平顶特性,讨论了各个参量误差对器件性能的可能影响。进一步分析了两种器件的群速度延迟和色散特性,给出了它们的色散曲线,指出进行色散补偿的必要性。最后,根据理论分析结果设计制作了三级联MZI型非对称Interleaver,给出了臂长差校对的方法以及其他一些实验方案,并利用这些措施以减小实验误差给器件带来的影响。用光谱分析仪测试了器件的输出频谱,获得了能够证明设计原理的的实验结果。虽然实验图像与模拟结果不完全相同,但结合实验结果分析可知,偏差主要是由臂长差的调节仍不够精确而带来了较大的Ripple值,这可通过进一步改进器件制作工艺加以解决。