具有波长选择能力的光上下话路滤波器是波分复用系统中的一种关键器件,也是降低成本、推广光纤到户光网络的突破口。本论文结合国家自然科学基金及国家863计划项目,研制出几种新型全光纤上下话路滤波器,以满足不同场合的应用需求。在对器件的工作原理和结构详细分析和优化的基础上,深入研究了工艺实现的条件,获得的主要创新成果如下:A.原创性研制出高精度、大长度光纤轴向研磨抛光机和精确可控熔融拉锥设备。B.推导出用于描述“两布拉格光栅反射型耦合器”、“布拉格光栅破坏耦合器”和“布拉格光栅辅助耦合器”三种上下话路滤波器特征的统一耦合方程;在此基础上,深入分析了布拉格光栅写入位置及耦合区均匀性对器件性能的影响,研制出一种结构平衡的新型两布拉格光栅反射型耦合器,很好地解决了传统方法上、下话路滤波特性无法同时优化的局限;首次采用一种慢变绝热、非对称熔融预拉伸技术,改进了布拉格光栅辅助耦合器的工艺过程,制作出的光上下话路滤波器不仅完全满足密集波分复用(DWDM)系统的要求,而且具有更低的插入损耗和更高的性能稳定性。C.在普通折射率调制的基础上,进一步分析了增益/损耗效应对长周期光栅特性的影响,提出一种新型对下话路信号具有放大作用的单方向、复调制长周期光栅辅助耦合器;优化两平行长周期光栅耦合器的结构,数值和实验结果均表明调节环境折射率、加强光栅的折射率调制强度可明显提高上下话路滤波效率,同时不对长周期光栅包层进行处理,对改善滤波光谱特性更加有利,为简化工艺提供了依据;建立四层波导模型,首次采用精确的全矢量法对长周期光栅外旋涂有机聚合物薄膜进行了详细分析,指出与浸入液体不同,聚合物薄膜的材料和旋涂厚度对长周期光栅谐振波长的可调性至关重要,通过优化可以实现范围达120nm的波长调节。D.分析了全通型和上下话路型单环谐振器的幅度和相位时延特性,结果显示降低谐振腔的尺寸和损耗,加强耦合区的控制是环形谐振器设计和制作的主要任务;提出一种分析“串联耦合”和“并联耦合”两种多环级联高阶谐振器