光纤光栅作为一种结构新颖的光无源器件,因具有诸多性能优异的光学性质,使其在光通信和光传感领域得到了非常广泛的应用。作为光纤光栅家族中的一员,闪耀光纤光栅以其独特的结构和性能,吸引了人们越来越多的关注。随着光纤增敏技术的改进及光纤光栅写制技术的成熟和提高,使得写制优良的闪耀光纤光栅已经成为一种现实,因此对它的应用研究已成为近期国内外学者的研究热点。目前闪耀光纤光栅已经成功应用于增益平坦、传感、光波长解调等诸多领域。气体池是利用气体的吸收光谱作为波长标准的器件。气体振动转动光谱的吸收峰仅与可跃迁的振动转动能级间的能量间隔有关。分子能级的漂移对温度、压强等外界环境不敏感,因此,利用气体的这一特性,将充入特定气体的气体池作为波长标定标准器件将会大大提高光纤光栅解调系统的测量精度及稳定性。本文主要阐述作者三年来在闪耀光纤光栅及光纤光栅解调技术方面的有关工作及研究成果。本文是在国家科技部863计划课题、国家科技部973计划课题、天津市高等学校科技发展基金项目、光电信息技术教育部重点实验室开放基金资助项目等资助下完成的,论文的主要内容包括以下几个方面:1、简要介绍了光纤光栅及其发展历史。重点介绍了闪耀光纤光栅的发展历史及其国内外应用现状、闪耀光纤光栅在传感领域及光波长解调领域中的应用情况。概述了当前较成熟的三种光波长解调技术,分析了它们的各自特点。2、分别采用耦合模理论与体电流法对闪耀光纤光栅的传播特性进行分析,并推导出模式传播的波动方程、模式间的耦合系数及坡印亭矢量。3、对闪耀光纤光栅的理论模型进行了系统的整理,在对闪耀光纤光栅的温度特性、应变特性及折射率传感特性等进行理论分析的基础上进行了较深入的实验研究和探讨。实验结果表明,闪耀光纤光栅与普通Bragg光纤光栅具有相同的温度、应变特性;闪耀光纤光栅的透射光功率与环境折射率呈良好的线性关系,其灵敏度达到1.718μW/(10-3折射率变化)。4、对边沿滤波器法进行了理论分析,并将浸没在甘油溶液中的闪耀光纤光栅用作边沿滤波器件,实现光波长的解调。实验结果表明,该解调系统具有良好的波长线性度。对闪耀光纤光栅包层模侧辐射波长解调技术的基本原理进行了分析,并在实验上证明了闪耀光纤光栅的不同入射波长将对应不同的空间位置。该方法可同时对多个入射波长进行同时解调,且解调系统采用纯光纤器件,因此该系统结构简单、具有较高的稳定性与重复性。5、将气体池应用于光纤光栅解调系统中作为波长标定器件。实验证明,与传统的参考光栅组相比,应用气体池的光纤光栅解调系统的稳定性得到了很好的改善,同时使其解调精度提高了一个数量级。