自1989年G.Meltz等人采用相位掩膜法成功写入光纤光栅以来,光纤光栅在光纤通信及传感领域中获得了广泛的应用,成为光纤通信和传感中最重要的器件之一。同为光纤光栅的重要分支,较光纤Bragg光栅而言,长周期光纤光栅以其无后向散射和对外界物理量变化更敏感等优点,在诸如光纤放大器的增益平坦和各种传感器领域有着更为重要的应用,近年来备受国内国际学者及企业的青睐。本文涉及长周期光纤光栅的耦合机理分析、长周期光纤光栅的制作,在通信和传感方面的应用等方面均做了相应的探讨。第一章首先对光纤光栅基本概念、发展及分类等进行了简略的综述。第二章从麦克斯韦方程组出发,对模式耦合的原因做出了解释。进而具体到两个模式耦合的分析,分别对光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的幅度及相位做了理论推导。仿真分析了均匀、相移和级联长周期光纤光栅,详细研究了各个参数变化对光栅光谱的影响,为后面的传感应用打下理论基础。论文第三章介绍长周期光纤光栅的制作方法,特别提出了一种基于紫外光写入法的新的逐点写入方法,并总结了近年来比较常用的几种制作长周期光纤光栅的方法,如紫外激光写入法、腐蚀刻槽法、电弧放电法、离子束注入法、CO₂激光脉冲写入法、机械微弯变形写入法等。论文第四章提出一种新的基于压力槽的机械感生写入法。该方法制作的长周期光纤光栅,具有制作简单、价格低廉、可擦除,并且可同时生成多个谐振波长不同的长周期光纤光栅的优点,这是现有的长周期光纤光栅制作方法所不能及的。本章对基于压力槽的可调谐长周期光纤光栅滤波器进行了性能分析。针对各个参数变化（如光栅倾斜角度、压力变化等）对光栅透射谱的影响做出了理论仿真及实验验证,并得出了规律性的结论。第五章研究了长周期光纤光栅在传感领域的应用。文章就折射率传感进行了理论分析,并对影响灵敏度的因素做了探讨。另外,就级联长周期光纤光栅,特别研究了M-Z干涉仪,并对其进行了性能分析。最后,论文进行了总结,并对后续工作进行了介绍和展望。总之,本论文从耦合模理论出发,对长周期光纤光栅的各项特性进行了多方面的仿真分析,同时进行了一些基本的实验研究。在长周期光纤光栅温度和应力传感方面进行了讨论,并就仿真和实验结果分别做了分析。文章同时系统总结了长周期光纤光栅在折射率传感的方面的应用。提出并实验研究了一种可同时生成多个可调谐长周期光纤光栅的滤波器。