利用体全息技术来制作波分复用器件是一种很有前途的方法。但是目前已报导的工作中还存在着衍射效率不高、选择性差等问题，它们分别影响着器件的插入损耗和通道间隔。以往所有工作中采用的理论，均为传统的Kogelnik耦合波理论。但由于其理论的一维本质，它原则上只适合于光栅输入输出面尺寸远大于光栅厚度的情况。但在现代体光栅的许多应用中，光栅尺寸趋向于小型化，对这一类体光栅衍射特性的分析，二维理论比Kogelnik耦合波理论更为精确。本论文研究了体全息波长滤波器件的基础理论，重点是二维耦合波理论，分析其衍射特性尤其是衍射效率和布拉格选择性. 首先，采用了基于体全息波分复用器件的实验方案，该方案为透射式记录、正交式读出。利用绿光记录、红外光读出体光栅实验，测得了不同晶体的选择角，实验结果表明，双掺杂晶体比单掺杂晶体的选择角小，即选择性好。 推导了二维耦合波理论用到的参数晶体吸收系数和光栅强度系数的计算式。实验研究了有限尺寸体光栅的衍射特性。为了进一步验证二维耦合波理论及其解析解的正确性，进行了不同光栅尺寸比下，短波长记录、长波长读出的角度选择性实验。实验所得结果与理论预期基本相符。结果进一步表明，二维耦合波理论的闭形式解能够作为体全息复用、解复用器件优化设计的依据。 采用二维耦合波理论及其闭形式解析解作为计算工具，分析了的波长选择性和峰值衍射效率。为了获得最优的波长选择性，即达到DWDM所要求的波长分辨本领，以及高的峰值衍射效率，在理论上对实际晶体的光栅尺寸比进行了优化，并对所选择的光栅尺寸比得出晶体中光栅选择角的理论值。根据二维耦合波理论的闭形式解析解，可以预期，实验测得晶体中光栅选择角的数值会与理论值符合得较好。目的在于实现密集波分复用。 最后，初步确定了波分复用记录实验方案，分析了此实验方案的可行性。