本论文概括介绍光纤通讯的发展历史及光纤光栅在光纤通信系统的应用。在理论方面:从麦克斯韦方程出发,导出了描述光纤光栅工作原理的耦合模方程;简单推导了Bragg 光纤光栅的耦合模理论;重点对长周期光纤光栅的耦合模理论进行了严格推导和数值计算;得到了光栅周期与光波长间的对应关系,这是分析长周期光纤光栅的光谱特性、设计和制作长周期光栅器件非常有用的工具;提出了用量子相干的方法实现掺铒光纤放大器增益平坦的方案。在实验方面:对实验中影响长周期光纤光栅光谱特性的因素进行了规律性的研究,掌握了如何调整各种相关参量来获得高质量长周期光栅的制作方法;对长周期光纤光栅的热退火规律进行了研究;测试了长周期光栅的温度和应变特性,为其作为传感器的应用提供了实验依据;设计并制作了用于光纤陀螺光源滤波和EDFA 的增益平坦的长周期光栅,获得了较好的滤波和平坦效果。测试了取样光纤光栅的温度和应变特性,对取样光纤光栅进行了温度补偿封装。这些工作为长周期光栅和取样光纤光栅的实用化奠定了基础。