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π相移光纤光栅(π-phase shifted fiber Bragg grating,π-PSFBG)是一种特殊结构的光纤光栅,其纤芯折射率调制在某位置存在π相位突变,广泛应用于分布式反馈激光器、全光开关、高精度传感等领域,其中一项较为重要的应用是作为窄带滤波器件用于窄线宽光纤激光器中。窄线宽光纤激光器被广泛研究,但是目前输出功率仅为几十毫瓦,无法满足某些应用的需要,比如光纤气体激光器等。针对此,本文设计并制作了π-PSFBG,并开展了基于π-PSFBG的窄线宽光纤激光器实验研究,具体内容如下:1、利用传输矩阵理论分析了π-PSFBG的反射率、透射率及透射窗口线宽等特性,仿真分析了光栅长度、调制深度、相移点位置等参数对π-PSFBG透射谱的影响,为π-PSFBG的设计与应用提供了理论指导。2、采用相位掩模板法,在基于紫外准分子激光器的刻写系统中对π-PSFBG的刻写工艺进行了研究,成功制作了中心波长为1.55μm波段的高性能π-PSFBG,搭建实验系统对其传输谱和温度特性进行了研究,为后续窄线宽光纤激光器实验的开展奠定了基础。3、利用自行设计制作的π-PSFBG和与之匹配的普通高反FBG,搭建了环形腔窄线宽光纤激光器,实验上研究了激光耦合输出位置和不同耦合输出比对输出激光特性的影响,首次实现了线宽百MHz量级、平均功率瓦级的1.5μm波段光纤激光器,为高功率窄线宽光纤激光器提供了很好的参考。4、理论和实验研究了π-PSFBG的温度调谐特性,提出通过控制π-PSFBG的温度实现激光器输出波长的连续调谐。基于上述窄线宽环形腔光纤激光器实验系统,利用两个TEC分别控制π-PSFBG和普通高反FBG的温度,实现了连续可调谐激光输出,调谐范围大于1nm,激光波长和功率稳定性良好,可为光纤乙炔激光器提供良好的泵浦源,同时为实现波长调谐的窄线宽、高功率光纤激光器提供了一条简单有效的实现途径。5、提出了利用构成激光谐振腔的光纤光栅的温度特性实时监测激光器内部温度的方法,并在上述实验系统中得到了验证。首先测量得到光纤光栅的Bragg波长随温度的变化规律,然后通过实时测量激光环形腔的谐振输出波长,从而可以快速获知激光器内部的温度信息,为高功率光纤激光器内部温度的在线监测提供了一条新思路。