随着人类社会的不断进步和发展,通讯设备和计算机成为了人们生活中必不可少的重要工具。基于电子技术的通信网络和计算机由于存在较多的电-光、光-电、电-电装换,使得通信与计算速率都接近了瓶颈,因此人们迫切希望全光通信网络和光计算机的诞生。而全光时间积分器又是构成光计算机的重要部分。传统电子学上的积分器是实现对输入信号进行积分运算的电路,属于一种基本的电路,在压控振荡器、波形发生器、扫描电路等许多方面有着重要的应用。而全光时间积分器是对输入的任意光波波形进行时间积分,其处理速度大大的超过了传统电子技术里的积分器。因此,全光时间积分器的研究有着重要的意义。本文首先介绍了光纤光栅的发展历史和至今的应用情况。然后从对相移光纤布拉格光栅的理论研究出发,提出了基于相移光纤布拉格光栅的1阶全光时间积分器和N阶全光时间积分器的设计。并用matlab对设计的模型进行数值模拟分析,为以后的研究提供了理论基础。本文分为四个部分:第一部分:简要介绍了光纤光栅的历史以及发展状况、光纤光栅的种类,以及光纤光栅在通信领域和传感领域的应用。第二部分:详细的介绍了光纤布拉格光栅的理论,重点介绍了两个重要的分析方法,分别是耦合模理论和传输矩阵法。为后面全光积分器的分析打下理论基础。第三部分:简单介绍了光纤布拉格光栅的特性,其中包括了光纤布拉格光栅的脉冲响应以及光纤布拉格光栅的寿命和可靠性,为人们对光栅器件的选择提供建议。第四部分:利用耦合模理论和传输矩阵法,通过对相移光纤布拉格光栅的分析,介绍了基于相移光纤布拉格光栅的1阶全光时间积分器和N阶全光时间积分器的设计,利用matlab进行数值模拟,并对结果进行了分析。