光纤模分复用（MDM）系统利用不同的光纤模式传输信息,能极大提升光通信系统的容量,本文研究的光纤模式转换器是实现模分复用系统的重要器件。本文提出了一种基于螺旋光纤光栅的高阶轨道角动量模式转换器的设计和制作方法,文中研究内容分为以下几部分:文中首先由麦克斯韦方程组出发,推导了光纤模式的色散方程及场分布表达式,分析了长周期光纤光栅和螺旋光纤光栅的模式耦合特性,研究了色散转换点附近的双谐振特性对于宽带光纤器件设计的作用,并讨论了光纤中的模式色散特性对于宽带光纤器件设计的影响,最后分析和验证了相位采样光栅及等效的直流采样光栅理论对设计特殊传输谱的作用。这些分析和讨论为后续宽带高阶模式转换器的设计奠定了理论基础。接着计算了四模光纤中纤芯模式的有效折射率,结合色散转换点附近的双谐振特性和相位采样原理,基于螺旋光纤光栅设计了一种可实现LP01与LP21模式耦合的宽带平顶模式转换器。文中进一步采用拉细光纤改变色散转换点的方法实现了1529 nm到1644 nm波长工作范围的模式转换器设计,设计的转换器的转换效率大于99%（-20 d B）,带内波动小于3 d B。文中分析了光栅周期长度、周期个数和折射率调制深度等光纤光栅制作参数对于设计的器件的性能影响。之后利用同样的方法基于螺旋光纤光栅设计了一种可实现LP11与LP21模式耦合的宽带平顶模式转换器,设计的模式转换器的工作波段为1475 nm到1610nm波长范围,转换效率大于99%（-20 d B）,带内波动小于3 d B。最后对螺旋光纤光栅的制作和耦合模式的检测方法进行了详细的介绍,并通过实例证明了基于单模光纤的螺旋长周期光栅可以输出1阶轨道角动量模式,基于四模光纤的螺旋长周期光栅可以输出2阶轨道角动量模式。最后提出了控制加热二氧化碳激光器的输出功率和调整拉直光纤重物的质量的方法,将制作的螺旋光纤光栅拉细到108μm。