平面光波导是集成光学中最基本、最重要的单元。随着各种新材料以及新工艺发展、对平面光波导的研究工作日益深入，基于平面光波导的有源／无源器件在通信、传感等领域的应用也日益广泛。相对于光纤型器件，平面光波导在材料选择和结构设计等方面具有更大的灵活性，这使其在材料和结构不断推陈出新的今天，仍具有不容忽视的优势和不可估量的潜力。 本论文对长周期波导光栅(Long-Period Waveguide Grating，LPWG)的传输特性和折射率传感特性进行了研究。首先，采用耦合模理论，系统地分析了长周期波导光栅的结构参数(介质层厚度和折射率等)对于TE、TM两类不同偏振模式的传输特性(如芯层模和覆盖层高阶模之间耦合的谐振波长以及耦合系数)的影响。由于覆盖层高阶模式的等效折射率会受到外环境的影响，进而影响与芯层模耦合的谐振波长，因此，通过观测谐振波长的变化可以考察外折射率的变化。由此，我们讨论了长周期波导光栅作为折射率传感器的应用，即分析了长周期波导光栅传输特性(谐振波长、模式耦合系数等)感应外界环境折射率变化的灵敏度。通过编写仿真程序模拟计算了波导光栅结构参数对LPWG折射率传感特性的影响，得到了一系列有意义的计算结果。文中借鉴长周期光纤光栅的研究，提出了可以通过添加折射率增敏层(sensitivity enhancement layer，SEL)来进一步提高LPWG对环境折射率的灵敏度。由于高折射率SEL的加入，覆盖层高阶模式发生重组，进而出现等效折射率的跳变。模拟表明，通过选择合适的结构参数，工作在高阶模发生等效折射率跳变区域，传感灵敏度与未加SEL的情况相比可以提高至少157.62倍。论文不仅为长周期波导光栅的深入研究和实际应用奠定了基础，也为LPWG折射率传感器的设计应用提供了依据。