光纤光栅是一种光纤无源器件,广泛应用于光学均衡、滤波、传感等领域。电弧放电法是一种经济、简便的长周期光纤光栅制作方式,在用于不同类型的光纤、不同折射率调制要求时,使用的电流参数各不相同,但电弧放电对光纤折射率、残余应力的影响并没有系统定量的研究,此外,电弧放电法制作的长周期光纤光栅折射率调制较低,形成的器件往往尺寸偏大,影响实际应用。针对以上问题,本论文建立了基于三维相位显微技术的光纤残余应力和折射率的检测理论和实验方法,通过此技术,对电弧放电过程对光纤折射率、残余应力的影响做了深入研究。提出一种新的不同种光纤熔接成栅的特殊结构长周期光纤光栅理论,在此基础上制作了第一根样品并对其特性进行了检测。本论文的主要内容:1.基于三维定量相位显微技术,对光纤横截面和纵向的残余应力、折射率分布随放电电流参数的变化进行了研究,得到了系统定量的结果,发现了纵向残余应力的高斯函数分布以及其饱和效应;该研究成果对未来制作高性能的长周期光纤光栅以及优化基于电弧放电法的长周期光纤光栅制作技术具有指导意义;2.提出了利用弱电弧放电来制作长周期光纤光栅的理论,提出一种对弱电弧制作的长周期光纤光栅残余应力的调制进行模拟的方法。并利用模式耦合理论,对此长周期光纤光栅的透射谱进行了模拟;3.提出不同种光纤熔接成栅的新型长周期光纤光栅理论。该新型光栅通过将不同类型的两种光纤以一定次序熔接而成从而获得折射率的周期性调制。利用此理论,通过使用标准单模光纤和色散补偿光纤熔接成栅,制作了不同种光纤长周期光纤光栅样品,对并其耦合特性进行了检测;4.利用不同种光纤长周期光纤光栅制作温度和应力传感器并对此其的温度和应力传感性能进行了研究,测试了其灵敏度。该研究成果对未来制作高性能低成本结构紧凑的新型长周期光纤光栅具有指导意义。