近年来以波分复用(WDM)技术为代表的高速大容量传输系统发展非常迅速,并在世界范围内得到非常广泛的应用。密集波分复用(DWDM)技术广泛应用于长途干线和骨干网络,较好的解决了当前的带宽需求。网络的带宽瓶颈逐渐转移到了城域网,城域网的建设成为当前的网络建设的热点。CWDM技术以其独特的优势在城域网的建设中越来越受到重视。因此,作为波分复用系统中的核心器件的研制就显得尤为重要。 本文在分析现有解复用器件存在一些问题的基础上,提出了设计基于透射式体全息光栅的波长解复用器件的方法。首先从理论上分析了光折变全息光栅的形成机理、体全息光栅应用于波分复用要考虑的关键因素和多重光折变光栅的分波原理,着重利用耦合波理论详细讨论了透射式体全息光栅的衍射效率及角度选择性、波长选择性以及偏振相关损耗等属性。进一步分析了多重体全息光栅的制作过程。之后对基于掺杂铌酸锂材料的体光栅波分复用器主要结构和光栅记录参数提出了一种优化设计方法。采用严格耦合波理论,对两种偏振不同入射角和不同记录晶体厚度下的器件关键性能参数,如损耗和偏振相关损耗等进行了优化。数值结果证明采用优化设计的晶体厚度和光栅记录时的入射角,在获得相当低的偏振相关损耗的同时,也能够获得较低的损耗,实现了综合性能最优的波分复用器设计。并在优化的基础上设计了一个可用于CWDM系统中的8通道的波长解复用器件。最后通过实验对掺铁铌酸锂晶体记录全息光栅的一些影响因素如记录光强和记录时间,以及电子光栅的热固化进行了初步的研究。 最后指出了设计和实验中需要进一步解决的问题,并对体全息光栅未来的应用前景给予展望。