可以说全光通信网络是未来通讯的主要物理载体，光子器件的发展是实现全光网络的关键。光纤光栅以其特有的高波长选择性、与光纤系统兼容、插入损耗低、结构简单体积小等优点，日益受到人们的瞩目，使其在光纤通信系统以及光纤传感器领域具有巨大的应用市场。本课题先介绍了光纤通信系统的发展历史，以及紫光写入技术的发展和一些光纤光栅的制作方法。然后根据耦合模理论、光波导理论以及传输矩阵法，研究了反向模式耦合情况下的几种光纤光栅以及色散特性，于2006年，在全国第二届塑料光纤、聚合物光子器件研究、生产和应用会议中发表了《光纤光栅光谱及色散特性的理论分析》一文。本论文对相移光纤光栅(单相移光纤光栅和多相移光纤光栅)的工作特性和取样光纤光栅的工作特性进行了较详尽的分析，得出一些规律性的结论。其中设计了sinc函数取样光纤光栅，通过MATLAB编程，模拟出的结果有着理想的反射谱线。更加符合应用的需要。本文分四个部分：第一部分：简要介绍了光纤通信系统的发展、光纤光栅的分类、光纤光栅制作的物理机制以及光纤光栅的应用。第二部分：从麦克斯韦方程出发，介绍了光波导理论，因为光纤光栅属于非正规光波导，本部分重点推导了非正规光波导理论。第三部分：推导了光纤光栅的耦合模方程、传输矩阵，为下一步设计光纤光栅打下了理论基础。第四部分：根据第二部分和第三部分的理论，对反向模式耦合光纤光栅进行了设计，包括均匀Bragg光纤光栅、切趾Bragg光纤光栅、切趾Chirped光纤光栅、相移光纤光栅(单相移光纤光栅、多相移光纤光栅)、取样光纤光栅、矩形取样光纤光栅、sinc取样光纤光栅。