本论文首先综述了光纤光栅的发展、结构、分类及布拉格光栅和长周期光栅研究及其应用情况，进而指出级联长周期光栅的研究现状及研究意义。系统地分析了经典的耦合模理论及光纤光栅理论，基于三层模型的光纤光栅理论，研究了级联长周期光栅的传输谱的特性，应用经典的耦合模理论及光纤光栅理论对级联长周期光栅的传输谱进行了计算与仿真。提出了级联长周期光栅结构；利用Matlab对级联长周期光栅及相移长周期光栅的光谱特性进行了模拟仿真，对两个光谱进行比较，指出其光谱差异所在，并系统地分析了其结构对两个光谱特性的影响。为级联长周期光栅在波分复用系统及传感器方面的应用，提供了理论依据。介绍了波分复用系统及其基本元器件。利用级联长周期光栅的光谱特性对其中的掺铒光纤放大器(EDFA)进行增益平坦及其在梳状窄带滤波器中的应用进行了模拟仿真。指出级联长周期光栅在掺铒光纤放大器(EDFA)及窄带滤波器中的应用的可行性；并指出由于其特殊的结构，使得其在传感器方面也有广阔的应用前景。