光学双稳性(OpticalBistability,OB)是非线性光学和光电子学领域的一个极为重要的研究方向。将光纤波导技术应用于双稳器件(OpticalBistableDevice，OBD)是这一领域的最新发展趋势。由于光学双稳器件能直接处理光信号，并具有开关时间短、并行处理信号等优点，所以在高速光纤通信、光存储、高速光开关、光信息处理、激光强度稳定和光学双稳传感中具有潜在的应用前景。近几年来，随着光纤波导技术的进展，光学器件小型化得以实现，这为研究开发集成度高、稳定性好、使用寿命长和成本低的光学双稳装置，奠定了必要的技术基础。本论文主要研究基于光纤波导技术的混合型光学双稳的工作机理和应用。文中所提出的新型光纤结构的双稳器件中，采用半导体激光器或可调谐光纤激光器作为光源，利用光纤无源器件构成非线性光强度调制单元，用光电探测与放大电路构成反馈单元。 　　在理论研究方面，本论文深入研究了光学双稳工作原理，在此基础上，首次提出了基于可调谐光纤激光器的混合型频域光纤光学双稳机制，并推导了描述频域双稳的状态方程。引入T-V平面上的光强度调制曲线和反馈曲线来分析双稳器件的工作过程。利用建立的调制曲线和反馈曲线的方程，数值模拟在特定参数下双稳器件的输出特性，分析了双稳器件在不同输入功率和反馈增益系数下的输出变化趋势，以便选取适当的双稳器件工作参数。建立了利用光纤布拉格光栅(FBG)作为光强调制器的双馈激光功率(强度)稳定器的数学和物理模型。首次提出了混合型频域光纤光学双稳器件的第三种运转机制，即相对于反馈曲线平移调制曲线来实现双稳，以便应用于波长编码的光纤光学传感。 　　首次实现了具有双馈机制的全光纤结构激光功率稳定器。首次采用PZT调谐的环形腔光纤激光器作为可调谐光源，分别利用FBG、双光束光纤干涉仪，包括FMI和FMZI，以及多光束干涉仪如FFP作为非线性光强调制器，结合特定的反馈机制，实现了频域光学双稳的运转。 　　在详细研究了目前各种FBG解调技术的基础上，首次提出了一种波长解调分辨率达0.001nm的高精度有源双稳解调方案。指出了该方案具有结构紧凑、成本低、高信噪比、能够实现在线动态监测等优点，并讨论了它在激光波长监测方面的潜在应用。