轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）光束是一种具有特殊相位结构的光束,其光束沿着中心轴线方向上具有螺旋分布的相位,由于其中心相位的不确定性,导致中心处能量为零。基于这种独特的光场分布结构,OAM光束在光通信、粒子操纵、光学成像与生命科学等诸多领域有着巨大的应用潜力。本文主要研究基于少模光纤的传统长周期光纤光栅和螺旋长周期光纤光栅的轨道角动量模式产生及调控,主要研究工作如下:首先,研究了基于少模光纤的传统长周期光纤光栅（LPFG）的轨道角动量模式产生及调控特性。提出并制备了一种具有温度稳定性的轨道角动量模式产生器—少模长周期光纤光栅（FMF-LPFG）。该器件利用CO₂激光加工系统在少模光纤上制备而成,通过调节前端偏振控制器来改变样品输入光的偏振态,从而实现了l（28）-1与l（28）（10）1阶OAM模式的连续变化。此外还对该器件所激发的OAM模式的温度稳定性进行了研究。将FMF-LPFG放置在温度炉内,以此模拟外界环境温度的变化,当以一定间隔改变温度时,记录OAM模式随温度的变化情况,并结合数学分析的方法对采集到模式图样进行灰度分析。实验表明在外界温度发生变化时,FMF-LPFG所激发OAM模式不随温度的变化而变化,具有一定的温度稳定性。FMF-LPFG不仅能够激发OAM_±1模式,而且还具有温度稳定性与偏振可调的优势,因此基于这些特点,FMF-LPFG有望在全光纤通信中发挥很大的应用价值。其次,研究了基于少模光纤的螺旋长周期光纤光栅（HLPFG）的轨道角动量模式产生及调控特性。首次提出并制备了一种偏振无关的轨道角动量模式产生器,该器件通过氢氧焰加热系统制备而成。由于HLPFG在光纤轴向方向上具有周期性的螺旋折射率调制,因此可以激发l（28）?1阶的OAM模式并且具有高耦合效率。研究了不同偏振态的输入光对于OAM激发的影响,结果表明当输入光偏振态发生变化时,其激发的OAM模式拓扑电荷数能够保持稳定,仅由HLPFG本身结构的旋向决定,具有偏振无关的特性。此外结合全息光栅的模式分解法对在不同偏振态条件下激发的OAM模式纯度进行了分析,结果显示随着输入光偏振态的变化,其产生的OAM模式高达⁹3%且纯度稳定。这样通过纯度分析进一步的验证了该器件的偏振无关特性。最后,在实验的过程中,我们搭建并改进了空间型模场测试系统与纯度分析系统。利用空间型的器件能够有效排除光纤本身的扰动对实验带来的影响。同时由于是空间型的系统,器件之间具有一定距离且独相互独立,可以在器件之间加入起偏器与半波片等器件用于测试与偏振相关的物理量,也可以加入其它光学元器件,拓宽了系统的应用范围。因此该系统具有灵活度高,操作简单,稳定性高,适用范围广等优势。本文提出并制备的基于FMF-LPFG的具有温度稳定性的轨道角动量模式产生器以及基于HLPFG的偏振无关的轨道角动量模式产生器,可以为OAM模式产生及调控提供基础器件的支持,有利于OAM的应用推广。