有源光纤的热效应是光纤内稀土离子在泵浦吸收过程中伴随的固有现象。以往针对有源光纤热效应的研究主要体现在其对光纤激光器的输出功率、噪声和线宽等性能的影响等方面。而我们注意到，这一效应有望在新型可调谐光纤光子器件、光纤传感及通信等领域取得应用。本文由有源光纤热效应的产生机理出发，通过建立热传递-光波导多物理耦合模型，研究了各热学参数对热效应的影响，在此基础上提出增强或削弱热效应的可行手段；利用热效应实现了可调谐光纤光栅，通过进行光纤优选及对传热学参数的优化，提升了波长调谐范围。本论文的主要研究内容如下：(1)研究了掺Er3+、Yb3+和Er3+/Yb3+共掺三种光纤内粒子能级跃迁过程，明确了有源光纤热效应产生的机理。对于Er3+/Yb3+共掺光纤，Er3+离子能级跃迁中无辐射弛豫是产生热的主要因素，Yb3+与Er3+和的上转换作用对热效应具有很大贡献。联合Er3+/Yb3+的速率方程和热平衡方程，建立了有源光纤内的热效应模型，并且通过有限元分析法求解出光纤径向的二维温度分布，计算结果表明，光纤径向温度分布较为均匀，最大温度差小于1K。依据这一理论模型，我们研究了热导率k和对流换热系数h等参数对光纤热效应的影响，为实现热效应的增强或减弱等控制提供坚实的理论基础。(2)基于有源的光纤热效应，实现对了布拉格光栅的光-光调谐。通过进行光纤优选，在一种高掺杂Er3+/Yb3+共掺光纤内，在216.8mW的泵浦功率下可得到1.14nm的布拉格波长漂移。通过研究光纤-空气的边界散热特性，我们提出了两种能够有效增强光纤光栅调谐效率的方法：一是降低环境气压，减小空气密度，通过对流换热系数h的改变以实现光纤温度提升，另一方案是在光纤包层表面镀银膜，通过降低表面发射率ε减少辐射散热以实现光纤温度的提升。在采用这两种方案之后，光栅波长调谐效率提高了46%。研究了有源光纤光栅的热致啁啾效应，发现对于长度为25mm的光纤布拉格光栅，当泵浦功率为60mW时可得到最大的光谱展宽，此时光纤光栅的3dB带宽从初始的0.11nm展宽至0.59nm。最后，测得当泵浦功率是60mW时有源光纤光栅的响应速度低于57.3ms，表明光栅可被快速调谐。