光纤光栅已经成为当前最具发展前途,最具代表性的光无源器件之一,在光通信与光传感领域都得到了广泛的应用。D形光纤光栅与基于光纤光栅的法珀结构是其中两种比较新型的技术,它们各自具有独特的性质,可以实际应用在许多场合,因此,研究它们具有重要的理论和实际意义。本文主要的研究工作体现在三个方面:一、光纤光栅波长解调技术及其应用的研究。研究了基于边沿滤波器及可调谐法珀滤波器的两种光栅波长解调技术,实验得到的波长分辨率分别为3.1pm和3pm。并且将这两种解调技术相结合,实际应用于桥梁结构健康监测。二、D形光纤光栅的弯曲敏感特性及其应用的研究。用材料力学理论详细分析了D形光纤光栅的弯曲敏感机理。实验测得其弯曲灵敏度比圆对称的常规光栅分别高78倍(压缩光栅)及86倍(拉伸光栅)之多。将其应用在线位移及加速度的测量中,实验获得的灵敏度分别为-0.27nm/mm及0.191nm·s~2/m。提出了将D形光纤光栅弯曲成‘Ω’形状,使其啁啾化,实现了光栅色散值的可调谐;并且将其中点设置在零应变点的位置,能够保持中心波长不发生漂移。实验获得的反射谱带宽由0.299nm调谐到2.057nm,同时中心波长漂移小于17pm。三、基于光纤光栅的法珀结构的原理及应用的研究。提出了光纤光栅法珀滤波器具体的设计和制作方法。并将这种滤波器应用在光纤激光器以及微波信号的光子学生成技术中。实验分别获得了波长可调谐的19个单波长激光和18对双波长激光,以及9.4885～10.0712GHz一系列频率的微波信号。提出了基于光纤光栅法珀结构的可调谐相移光栅。建立了理想模型及实际模型两种仿真模型,详细的分析讨论了各个参数对相移光栅透射谱的影响。与传统的腐蚀光栅法相比,这种新型的可调谐相移光栅在折射率传感中能够大幅提高灵敏度。