该文在对光纤光栅的基本特性进行了深入的理论和实验研究的基础上,着重研究和探讨了基于光纤光栅的新型光子学器件的特性以及它们在波分复用网络中的应用,如光纤光栅外腔激光器、光纤光栅波长转换器、波长选择性光开关和光分插复用器等.光纤光栅的基本特性可以用波导耦合模理论来描述.该文首先从耦合模理论出发,用传输矩阵的方法对光纤光栅的传输特性进行了分析.从理论上对均匀光纤光栅和取样光纤光栅的传输特性进行了数值模拟计算,计算结果不但解释了实验中出现的一些问题,而且为新型结构和特殊功能的光纤光栅器件或子系统的设计提供了依据.另外也对光纤光栅的温度稳定性、应力特性和温度补偿封装进行了探讨和尝试.这为光纤光栅在波分复用系统的应用打下了基础.该文给出了一个适用于光纤光栅上腔半导体激光器的理论模型.该文从实现光组网出发,着重进行了一些基于光纤光栅的新型光子器件的设计和理论分析,并且获得了很好的实验结果.主要内容有:1、光纤光栅及其相关滤波器的理论分析和实验制备研究;2、光纤光栅外腔激光器的理论和实验研究;3、基于光纤光栅的波长转换器的理论和实验研究;4、基于光纤光栅和光纤环形镜的可配置全光波长选择性开关和全光分插复用器的理论和实验研究;5、最后利用这些光子器件,设计和组建了一个四路密集波分复用高速演示网.一方面演示了这些基于光纤光栅的新型光子学器件的基本光学特性,同时说明了它们在密集波分复用系统中应用的可能性和可行性.