在过去的几十年里，通信事业迅猛发展，光纤的通信容量增长了三个数量级，但是由于香农极限的存在，单模光纤的容量出现了瓶颈。空分复用技术是提高通信容量最有潜力的技术之一。空分复用技术分为基于多芯光纤的空分复用技术和基于模分复用的空分复用技术。其中，模分复用技术以光纤中不同的模式传输不同的信息，因此需要能够实现光纤基模与高阶模之间转换的模式转换器。　　普通光纤的LP11模由两组简并的模式组成，其有效折射率相同而模场分布不同，在模分复用时，容易出现两模式之间的能量耦合，从而导致信号串扰，也给模式分离带来一定困难。本文提出一种由两个高折射率介质柱组成微结构纤芯的少模光纤，使光纤折射率分布具有二重对称性，从而实现宽带双模传输。采用有限元法对光纤的模式特性进行了分析，研究了其双模传输的机理，获得了其模式随纤芯尺寸的变化规律和机理，并得到了两种模式的模场面积与波长的变化关系。针对双模光纤的模式复用，提出一种基于研磨技术的光纤模式转换器，可实现对双模信号的低串扰复用和解复用，在1.54～1.57μm的波长范围内均具有大于80％的转换效率。　　基于长周期光纤光栅的模式转换器具有结构简单，与光纤连接方便，可调谐等优点，然而，其工作带宽一般较窄。本文采用光束传播法分析了光栅包层折射率和光栅周期对转换效率的影响。在此基础上，提出通过优化光栅结构与参数，实现宽带宽、低串扰、高转换效率的模式转换，在1.5～1.7μm的波长范围内，实现LP01模和LP02模之间的转换效率大于90％。