随着通信技术的飞速发展,人们对光纤通信系统传输容量需求呈现爆炸性增长。如何实现超大容量超远距离传输成为近几年来光通信技术研究的热点。然而传输速率越高,系统的色度色散效应越严重,因此解决高速光通信系统的色散问题有重大意义。由于啁啾光纤光栅相比于光纤色散补偿和电色散补偿的多重优势,利用其进行色散补偿正成为主流技术。目前,虽然国内外研究人员对超长光纤光栅(FBG, Fiber Bragg Grating)制作技术进行了广泛的研究,但均未制作成功。主要原因是聚焦光斑尺寸无法达到制作色散补偿啁啾光栅的光斑大小要求。国内外研究人员一直在寻找技术方案解决逐点写入系统光斑过大的问题。论文针对逐点写入激光光束聚焦问题以及光纤选型对光栅性能影响的问题进行研究。选题具有重要的理论意义和实用价值。论文的主要工作内容和创新点如下：(1)提出了利用空频滤波器改善准分子激光器光源的优化方案。对空频滤波器进行了结构设计。通过信息变换光学手段,仿真分析了空频滤波器在超长布拉格光纤光栅制作上的参数优化问题,针对激光束通过空频滤波器后的光强分布变化进行了数值模拟和实验研究。仿真和实验结果表明,准分子激光器光斑质量有了极大的改善。(2)研究了影响激光光束聚焦后光斑尺寸的因素并对系统进行设计。采用扩束准直的方法对激光光束发散角压缩后再进行聚焦。对比了使用准直系统和不使用准直系统时聚焦光斑尺寸,使用准直系统后优化效果明显。最终得到光斑尺寸为0.4μm，可以用于逐点写入超长光纤光栅。(3)研究了激光通过球差透镜后的光强分布规律。目前已发表文献研究激光光斑主要集中于衍射限制问题,而对光斑轴上、轴外、球差、色差、场曲、畸变等问题考虑不够。而这些问题极大的影响了超长光纤光栅写入质量。最终得到了菲涅尔数和球差对于聚焦后光斑尺寸大小影响的相关重要结论。对以后进一步优化光学系统提供了理论依据和指导意义。(4)首次对制作光纤光栅时光纤选型对光栅色散补偿性能的影响进行了研究。基于耦合模理论分别对光纤长度、调制指数、纤芯直径对光纤光栅的反射谱和时延特性的影响进行了数值仿真。同时对比了选用普通光纤和W型光纤制作出的光栅性能。光纤本身也是一个柱透镜,这对光斑会产生二次聚焦,导致光斑质量下降。论文首次提出了一种平板玻璃解决方案,分析表明,可以很好地解决上述问题。