模式干涉效应自提出以来,即在耦合器、光开关、复用器等方面得到了广泛的关注。模式干涉效应自被引入到光纤结构中以来,更是以其优越的传感特性得到了广泛的研究,且不断有新型结构的模式干涉仪被提出,并应用于传感方面。此外基于模式干涉效应的光纤器件也开始被应用到光纤激光器的设计方面,并在多波长激光器、可调谐激光器等方面展现出了非常好的应用潜力。本论文在国家自然科学基金“青年基金”项目、北京交通大学博士生创新基金项目的支撑下,对模式干涉型光纤器件的特性进行了分析。重点对无芯光纤结构、偏芯熔接结构、up-taper结构的模式干涉效应进行了详细的研究,并结合模式干涉效应传感灵敏特性,将模式干涉型光纤器件应用于波长可调谐光纤激光器设计方面,开展了一系列理论分析和实验研究工作。本论文取得的主要创新成果如下：1.提出了一种基于无芯光纤模式干涉效应折射率响应特性的可调谐光纤激光器。理论分析了基于无芯光纤结构的模式干涉理论,并对其传感特性进行了实验研究。在此基础上,将无芯光纤模式干涉效应的折射率响应特性应用到可调谐光纤激光器的设计当中,并实验得到了从1531.97nm-1563.85nm波长可调的激光输出。2.基于偏芯熔接型模式干涉仪的弯曲响应特性,提出了一种基于偏芯熔接结构和保偏光纤Sagnac环相结合的可调谐、可开关光纤激光器。本方案利用保偏光纤Sagnac环提供梳状滤波谱,对激光器的输出波长进行选择,同时利用偏芯熔接型模式干涉仪的弯曲响应特性对激光器的输出波长进行调节。实验得到了调谐范围为8.3nm的单波长、双波长可切换的激光输出。3.提出了一种基于up-taper结构与偏芯熔接相结合的模式干涉仪。实验分析了up-taper结构的束腰直径对包层模激发效率的影响,并对其弯曲传感特性进行了实验研究,得到了最高弯曲灵敏度为-12.95nm/m-1的实验结果。4.提出了一种基于级联up-taper结构和偏芯熔接相结合的多波长、可开关、单纵模光纤激光器。通过调节偏振控制器,平衡腔内的偏振依赖损耗,实现了单波长、双波长、三波长相互切换的激光输出。同时,通过饱和吸收体对激光器纵模进行抑制,得到了3dB线宽为5.7KHz的单纵模激光输出。