光纤光栅传感器虽然已经被应用到了很多领域,但就目前看来它仍然是比较重要的光纤无源器件之一。对于现有的长周期光纤光栅理论而言,基本都是正弦折射率调制型,而此文主要研究采用振幅掩模法制成的光栅其折射率分布呈现的是矩阵波形,从纤芯有效折射率到最后光纤光栅的透射谱进行模拟,得到结果证明算法的可行性,并将算法应用到级联光纤光栅的研究中,以此研究所得级联光纤光栅的光谱特性。现实中用振幅掩模法来刻写光栅是能够得到较高的精确度,而且光栅一致性以及光谱特性较好。级联长周期光纤光栅的透射谱所呈现的干涉峰的带宽要小于单个长周期光纤光栅透射谱中损耗峰的带宽,所以它的传感分辨率要高得多,级联长周期光纤光栅的应用领域要比单个长周期光纤光栅更加广泛。本文所进行的主要研究工作是围绕矩形折射率调制长周期光纤光栅的理论分析以及级联长周期光纤光栅的特性展开。这些内容包括如下几点：1.比较详细地介绍长周期光纤光栅的发展背景、分类以及制作方法,还有研究长周期光纤光栅的意义。2.对近些年来,级联长周期光纤光栅的各个方面的特性在应用领域内的发展情况进行详细的概述,更好地阐述研究级联长周期光纤光栅的重要意义。3.对于矩形折射率调制的长周期光纤光栅的基本工作原理进行了详细的推导,通过图解法还有二分法对纤芯有效折射率以及包层有效折射率进行求解,并进行了理论系统分析,通过数值模拟得到了矩形折射率调制长周期光纤光栅的透射谱。4.对于级联长周期光纤光栅进行矩形折射率调制,主要从级联光栅长度、级联长周期光纤光栅相对位置、存在相移情况对级联长周期光纤光栅光谱特性的影响进行的研究,并总结出了一定的特点规律。通过研究,本文总结出了一个级联光栅的距离与相移的关系式,总结出了关系式的适用范围并加以验证。