光纤光栅作为一种新型的无源光纤光子器件，以其独特的性能和优势被广泛应用于光纤通信与传感领域。随着对光纤光栅写制方法的深入探索、写制技术的不断进步以及人们对光纤光栅功能需求的不断提高，各种具有特殊结构、新颖特性、多种功能的光纤光栅成为研制新型光纤光子器件的研究热点和发展趋势。倾斜光纤光栅因倾斜角可根据实际需要进行设计，提高了光栅结构设计的自由度，使其折射率调制的空间分布结构灵活多变；而倾斜折射率调制结构导致其具有新颖的耦合、偏振、色散及感知等特性，进一步丰富了光栅结构设计，为优异光学特性的实现提供了新途径，并成为新型光纤光栅功能器件的研究热点。　　 本文在继承前人对光纤布喇格(Brag曲光栅、长周期光纤光栅(LPFG)和超长周期光纤光栅(ULPFG)的研究基础上，按照结构决定性质、性质决定用途的创新思想和研究思路，率先提出了利用高频二氧化碳(CO2)激光脉冲写制具有单侧非对称包层倾斜折射率调制结构的新型倾斜长周期光纤光栅(TLPFG)，较为系统的研究了高频CO2激光脉冲写制法的成栅机理，搭建了基于高频CO2激光脉冲的TLPFG写制系统，初步建立了基于高频CO2激光脉冲写制的TLPFG基本理论，设计并写制了具有不同倾斜角度的TLPFG，并对其成栅效率、耦合特性、偏振特性、色散特性及传感应用进行了系统研究。论文主要研究工作和取得的成果包括：　　 1.构建了高频CO2激光脉冲写制空间TLPFG理论模型；通过改造传统的耦合模理论，初步建立了高频CO2激光脉冲写制的TLPFG分析理论；数值模拟了TLPFG纤芯基模与各阶次包层模的耦合特性；分析了倾斜折射率调制、非对称曝光、包层折射率调制等因素对光栅写制效率、高阶模式耦合、偏振、色散及环境响应特性的影响；　　 2.对比分析了光纤光栅各种写制方法优缺点，搭建了基于高频CO2激光脉冲的TLPFG写制平台；在通信用单模光纤SMF-28e上写制了具有不同倾斜角度的TLPFG，实验研究了倾斜角度对成栅效率、模式耦合特性的影响，实验测量结果与理论分析相符。　　 3.实验研究了基于高频CO2激光脉冲写制的TLPFG偏振特性和色散特性。首先，实验研究了在相同折射率调制深度下，倾斜角度对TLPFG偏振和色散特性的影响；其次，实验研究了在同一倾斜角度下，折射率调制深度对TLPFG偏振和色散特性的影响。　　 4.实验研究了基于高频CO2激光脉冲写制的TLPFG传感特性。对TLPFG进行了折射率、温度和扭转的传感特性分析并进行了定量实验测量；将其与普通LPFG传感特性进行了对比分析，分析了TLPFG在传感领域的特点和优势；探索了TLPFG在传感、通信领域的典型应用并展望了其发展前景。