光纤光栅作为近几十年来快速发展起来的新型光电子无源器件,在光纤通信和光纤传感领域得到广泛应用。由于它具有体积小、灵活、无源、波长选择性好、带宽范围大、附加损耗小、极化不敏感、不受非线性效应影响、易与光纤系统连接以及偏振相关小等诸多优点,是一种应用前景非常广的光无源器件。本论文对光纤光栅的种类、制作方法及特性分析方法进行了深入的探讨,并根据一种新的光纤光栅分析方法—傅里叶模式耦合(FMC-Fourier mode coupling)理论,分析了非均匀光纤光栅中的啁啾光纤光栅及高斯变迹光纤光栅光谱特性,为非均匀光纤光栅的实际应用提供理论依据和可能性;通过数值仿真,分析讨论了光纤光栅各种结构参数对其光谱特性的影响,获得了一些有益的结论,以便指导设计符合性能要求的光纤光栅产品。本论文的主要内容为:总结了光纤光栅的发展历程以及应用现状,比较了光纤光栅的各种分类及制作方法的优缺点。描述了光纤光栅在通信领域各种有源以及无源器件中的应用以及通信中密集波分复用系统对光纤光栅的要求。详细推导了用于分析光纤光栅特性的傅里叶模式耦合(FMC)理论,比较了传输矩阵法和龙格-库塔法在分析非均匀光纤光栅时的优缺点。着重论述了傅里叶模式耦合理论(FMC),并利用FMC得出了啁啾光纤光栅及高斯变迹光纤光栅的解析解,并通过解析解仿真分析了其反射谱。在此基础上讨论了FMC在分析非均匀光纤光栅时的高效性和优越性,为啁啾光纤光栅和高斯变迹光纤光栅这类非均匀光纤光栅及其掩模板的设计制作实现实时控制提供了条件。