长周期光纤光栅作为一种重要的光无源器件,在光纤通信、光纤传感及光纤激光器等领域发挥着非常重要的作用。本文从耦合模理论出发,采用分段的传输矩阵法,对声光长周期光纤光栅进行详细的理论分析。根据简化后的三层光纤模型建立耦合模方程,分析耦合机理相关的参数,推导关键的有效折射率、耦合系数表达式。采用分段的传输矩阵法,将理论计算的模场公式推导为适宜计算机仿真的数学表达式,最后经过计算机仿真,研究相关参数对传输谱特性的影响。首先从理论出发确定参数,建立声光长周期光纤光栅仿真模型,讨论包层模式的选取,在1064nm波段起到主要作用的是纤芯LPol基模和包层LP17模式间的耦合。分析单段、多段光栅的传输谱。研究结果表明,级联的光栅有两种不同的传输谱特性,当级联间隔和光栅长度相当且没有过耦合的情况下,即光栅长度在厘米级别时,会出现双波长损耗的传输谱,通过分段折射率调制深度的控制,达到旁瓣抑制的效果。利用该性质达到可调长周期光纤光栅的旁瓣抑制。仿真分析得出双波损耗峰值的大小和连接段长度相关,谐振波长和声光光栅周期相关,在一定范围内呈线性变化。在仿真的基础上提出四段短间隔声光光栅的级联作为小间隔双波长滤波器的设计,分析了滤波器在保证旁瓣抑制的条件下,中心波长的调节以及峰值损耗率的稳定性控制。结合实验设计时主要的考虑因素,提出一种简单可行的装置结构。并以此基础设计了两种长周期可调光栅在光纤激光器中的应用。本文提供一种可动态调节光栅周期的简单方法,同时能保证传输谱中的旁瓣得到很好的抑制。设计出一种新型双波长声光可调滤波器,在激光器和光纤通讯中有很大的应用潜力。