光纤延迟线(Optical fiber delay line)具有体积小、重量轻、带宽宽,损耗低、抗干扰能力强等优点,被广泛应用到光控相控阵雷达、卫星天线以及通信等领域。高精度、小体积、大动态范围的光纤延迟线成为现今应用领域急需突破的关键技术。介绍了光纤延迟线的原理,并分析了国内外发展情况。对旁路结构和差分结构两种典型的拓扑结构进行了研究,选择了具有损耗小、高精度优点的差分结构。分析了光开关状态差所带来误差的影响不可忽视,发现了不同的拓扑结构带来的光开关状态差的影响不尽相同。在MATLAB环境下,建立了光纤延迟线的模型,并在5BIT光纤延迟线所有的拓扑结构中选出了光开关状态影响最小的一种结构,仿真证明,当光开关误差小于1ps时,延迟误差优于2ps。设计了一种基于磁光开关和单模光纤的5BIT高精度光纤延迟线。对光纤延迟线关键部件进行优化设计,分析了各类光开关的性能,最终选择了体积小并且切换速度快的磁光开关。分析了光学测量法和矢量网络分析的几种测量方法的优缺点,选择了精度较高且测量方便简单的频域法,用光收发模块和40GHz矢量网络分析仪搭建了光纤延迟线的测量平台,测量精度可达1ps。在高精度光纤连接技术的研究中,使用工装夹具能够很好的提高光纤的切割精度,采用光纤自动熔接加监测的技术,实现连接精度优于1ps。实现了磁光开关的高速驱动电路与控制电路,完成了5BIT光纤延迟线的电路的控制,实验证明磁光开关的切换速度优于20μs。最后采用优化的拓扑结构,用磁光开关和单模光纤构建了5bit光纤延迟线,实验研究证明当步进为100ps时,32种状态中,光纤延迟线的最大延迟误差优于2.98ps,损耗的一致性优于0.55dB,对光纤延迟线进行了温度特性的实验研究,结果表面,在同一状态下不同温度间的损耗值的最大差异为0.32dB。