随着光网络的飞速发展，波长选路和交换器件在光网络中的作用越来越重要，尤其是折射率周期性变化的光栅结构，由于其光传输谱具有随光波长而改变的性质，所以在光纤通信与传感的应用领域具有重要的实用价值。经过多年的发展，已经实现了各种可调谐的光器件，例如可调谐光滤波器、光耦合器、光衰减器等。本文以电光调谐的铌酸锂（LiNbO₃）长周期波导光栅作为研究对象，进行如下的研究工作：1、长周期波导光栅的基本理论首先介绍了铌酸锂波导的电光效应，其次对退火质子交换LiNbO₃波导的折射率分布特性进行了阐述，并进行了单模光波导的设计。最后介绍了长周期波导光栅的工作原理，长周期波导光栅是基于芯层光与包层光的耦合来实现其带阻的功能，因此对其传输谱特性、谐振波长、周期和带宽等重要特征进行了理论分析，为设计与分析器件性能提供了理论依据。2、长周期波导光栅器件的设计采用x切y传的LiNbO₃基片，通过两次退火质子交换来实现四层波导结构，通过模式分析获得了波导的有效深度和宽度等重要参数。其次对电极结构进行了分析，两梳状电极放置于波导两侧，无需跨过波导就可以获得最大的电光调制，较小的驱动电压就可以获得比较大的阻带抑制。最后分析了器件的温度特性，发现随着温度的升高，谐振波长向短波长方向移动的特性，从而拓展了器件的应用范围。3、实验和测试通过大量的退火质子交换试验及精密光学测试，研究了x切LiNbO₃的质子交换和退火规律。在对大量的实验数据分析的基础上得到了实现长周期波导光栅所要求的四层渐变折射率LiNbO₃光波导的一些重要参数，如两次交换的时间，两次退火的时间。这对于最终制作实现长周期波导光栅具有重要意义。