随着波分复用技术的广泛应用和网络全光化进程的加快,对各种具有先进功能的光电子器件的研究正日益成为推动光通信技术进一步发展的关键。从一定程度上讲,正是各种先进光器件的出现推动和决定了光通信的发展前景与方向。光纤光栅作为一种重要的光电子器件,具有制作简单、成本低廉、结构形式多样、插入损耗低、兼容性好、滤波特性好等诸多优点,在光纤激光器、光纤传感器、波分复用解复用、光信息处理等多方面具有广泛而重要的应用。尤其重要的是,采用对光栅折射率调制进行取样而获得的取样光纤光栅具有多波长滤波特性,可广泛应用于可调谐激光器技术、多信道色散补偿技术和多波长滤波等重要的领域。本文通过数值方法对取样光栅(振幅取样和相位取样)的光学特性进行了较详尽的分析。具体内容如下:(1)光纤光栅耦合模方程是研究任意结构光纤光栅的光学特性前提和基础,本文对此进行了详细的推导。在此基础上对任意结构光纤光栅光学特性的数值计算和分析方法进行了讨论,并编制了相应的数值计算程序。(2)对各种类型的振幅取样光纤光栅(矩形取样、间插取样、Sinc取样)的谱响应进行了详细的分析和计算,研究了光栅的各项参数对其光谱特性和时延特性的影响。(3)在讨论了相位取样光栅所具有的突出优点的基础上,对二进制相位取样光纤光栅的光学特性进行了分析和计算,研究了不同光栅参数对取样光栅反射谱和时延特性的影响进行了分析和比较。(4)通过对计算结果的分析,对各种不同应用情况下取样光纤光栅的设计原则进行了总结和归纳,提出了不同场合对取样光纤光栅进行设计的参考依据,具有一定的理论指导价值。