该文从理论和实验上研究了光纤光栅在不同折射率下的反射谱及时延特性.首先概述了光纤光栅的基本原理及在光通信领域的主要应用;较系统地给出了用于分析计算各类光纤光栅的基本理论-耦合模理论;以三种典型的光纤光栅作为研究对象,详细地研究了其设计、计算理论及关键技术.利用耦合模方程,对具有不同折射率调制的光纤光栅(等周期光栅、抽样光栅、啁啾光栅、长周期光栅)的反射或透射谱及时延特性进行了计算机模拟和分析,对光纤光栅滤波器的啁啾光栅进行了实验研究.详细分析了光纤光栅反射谱中旁瓣产生的机理,并深入研究了它的解决方法-切趾技术.引入傅里叶变换的方法,定量地给出了抽样光栅反射谱中波长间隔、包络调制与光栅抽样周期、占空比的关系,研究了Sinc函数的抽样调制,并提出具体的实现方法.针对啁啾光栅的进延振荡这一关键问题,研究了它的起因及解决方法;详细分析了啁啾膜版和柱面波曝光制作啁啾光栅的实验方法;提出采用抽样啁啾光栅实现DWDM系统色散补偿的新方案,并利用计算机模拟加以验证.