目前传统的光纤通信网正向下一代全光通信网快速演进，全光通信网将是未来通讯的主要物理载体，光子器件的发展是实现全光网的关键。光纤光栅的出现使许多复杂的全光网通信成为可能，光纤光栅作为一种新型光无源器件，具有很好的波长选择性、体积小、熔接损耗小、与光纤系统兼容等优点，受到人们的瞩目，成为研究工作者重点关注的课题之一。迄今为止，国内外关于光纤光栅的研究已涉及通信及传感等各个方面，并且在某些领域已取得突破性进展，人们对其智能化的要求不断提高，集中体现在光栅结构设计以及制作成本控制等方面。　　 本论文分析了各种基本结构光纤光栅的光谱特性，为复杂结构光纤光栅的设计提供理论依据；通过数值仿真，分别研究了啁啾相移光纤光栅和非连续线性啁啾均匀采样光纤光栅的光谱特性，讨论了各种光栅结构参数对其光谱特性的影响，阐述了各自的应用价值；重构等效啁啾技术可以很有效地降低光栅制作成本，本论文对该技术进行了研究，并对其应用于啁啾相移光栅结构的设计进行了深入的探讨。　　 本论文内容主要分为：　　 1.从光波导中的耦合模理论出发，利用传输矩阵法，对均匀、切趾、啁啾、相移、采样等基本结构光纤光栅的光谱特性进行了分析，为光纤光栅的设计与制作提供了理论依据与参数选择的参考。　　 2.利用传输矩阵法，对啁啾相移光纤光栅的光谱特性进行了系统的分析，得到了其特有的光谱特性，由此设计了一种双峰透射谱结构，可用作RoF通信系统中的毫米波副载波信号发生器：对非连续线性啁啾均匀采样光纤光栅的光谱特性进行了数值仿真，通过阶梯式啁啾结构的引入及切趾方式的处理，设计了一种多通道梳状滤波器，该滤波器可广泛应用于DWDM光通信系统。　　 3.研究了重构等效啁啾、等效相移理论，仿真分析表明，REC技术能够在等效所需种子光栅光谱特性的同时，大幅降低制作成本。利用该技术对啁啾相移光纤光栅进行设计，提出了相应的实施方案，理论计算和仿真结果均表明，该方案能够产生相应的啁啾相移光栅结构，从而为REC技术在应用方面的进一步研究奠定理论基础。