水汽在大气中的含量较少，但确是大气系统重要的组成部分，它是云层和降雨的直接构成成分，在大气动力学，水文学等研究中起着重要作用。目前拉曼激光雷达已成为探测大气水汽的一种重要的技术和手段，而开展新型小型可靠高效的拉曼分光系统研究，一直是拉曼激光雷达研究的关键技术，也可为空基、星载平台的激光雷达探测提供技术支持，具有重要的研究意义和应用价值。　　依据光纤F-P滤波器优良的选波性能和光纤结构特性，本论文提出了一种以光纤F-P滤波器作为主要分光器件的全光纤水汽探测拉曼激光雷达系统，进行了光纤F-P滤波器的结构参数设计和透射性能分析，设计了光纤带通滤波器和光纤F-P滤波器的二级级联滤波结构，以及光纤耦合器相串联的光纤分路器结构，实现光纤耦合器、光纤带通滤波器和光纤F-P滤波器输出光谱的匹配，从而完成了基于光纤F-P滤波器的全光纤拉曼分光系统设计，获得对拉曼回波信号的精细提取和对弹性散射信号的高效抑制。　　论文对全光纤拉曼激光雷达系统进行了详细的理论仿真与分析。首先讨论了温度、激光入射角对光纤F-P滤波器透射性能的影响。基于高斯光束空间传播特性所引起远场发散角的不同，重点分析了不同高度激光雷达回波信号经过光纤F-P滤波器后光学特性的变化与影响。并讨论了分光系统抑制率，光束发散角等参数对不同天气条件下系统水汽探测信噪比的影响。仿真结果表明，在大气能见度30km的天气条件下，在夜晚可实现约6km以下的大气水汽有效探测，白天的有效探测距离可达到4.4km。　　最后，进行了全光纤分光系统的初步光学测试，主要包括光纤耦合器串联的光谱范围和能量比测试，光纤带通滤波器的透射光谱范围和带外抑制率测试。测试结果表明，光纤分路器和光纤带通滤波器的光学性能参数基本满足设计要求，为后续激光雷达系统的集成和实现奠定可靠的实验依据和技术支持。