多根长周期光纤光栅(LPFG)平行紧密贴合可形成LPFG耦合器。由于LPFG是透射型光栅,因此该耦合器无后向反射,信道隔离度高,插入损耗低,具有波长选择特性,同时实现带通和带阻滤波特性,适用于全光宽带分插复用器,在密集波分复用系统中具有广泛的应用前景。本文针对两根紫外写入的均匀LPFG组成的2×2耦合器的特性进行了理论和实验研究,为进一步深入研究机械微弯变形法写入的LPFG耦合器和混合型耦合器的传输特性和设计优化奠定了良好的基础。理论分析从光纤模型和光栅的耦合模理论出发,阐述了光纤的两层标量、三层标量和三层矢量等各种常用的光纤模型和Turan Edogan等学者的耦合模理论。本文在借鉴了已有的光纤模型和光栅理论的基础上,综合消逝场耦合的概念,数值分析了LPFG耦合器的耦合特性。分析表明,纤芯基模的自耦合系数对谐振波长影响较大,而对耦合效率基本无影响。因此,当关注提高耦合效率时,可根据忽略自耦合系数的耦合方程组的解析解对LPFG耦合器的参数进行初步设计。但当侧重频谱的具体特性时,则必须采用考虑自耦合系数的耦合方程组的数值解进行优化设计。理论分析说明通过合理设计光栅的折射率调制、周期和长度,采用合适的折射率匹配液和相对偏移量可以获得100%耦合效率或特定功率比的LPFG耦合器。实验研究了不同外界媒质和相对偏移量下该光栅耦合器的输出频谱,结果表明:采用高折射率的折射率匹配液和合适的相对偏移量可提高LPFG耦合器的耦合效率。但外界媒质折射率增大后,谐振波长略向短波长方向漂移,而相对偏移量的变化对谐振峰位置无影响。数值拟合的透射谱和耦合谱与实验结果基本一致,各种情况下的耦合效率也非常吻合。