本论文针对长周期光纤光栅的特性和应用,进行了比较全面的理论及实验研究,所做的工作主要包括以下几个方面:从分析单模光纤中纤芯基模和包层模的色散方程和场分布出发,结合耦合模理论,对长周期光纤光栅的光谱特性进行了详细的分析和模拟仿真,为开展对长周期光纤光栅的研究工作打下良好的理论基础.从理论上研究了莫尔技术在长周期光纤光栅制作中的应用,研究表明利用莫尔效应可以制作出高性能的π相移长周期光纤光栅和纯变迹长周期光纤光栅.包括载氢、光栅刻制、退火,进行了比较全面的探讨和研究,提出了利用适当降低光纤载氢量,增加曝光时间来提高长周期光纤光栅热稳定性的方法,提高了光栅制作的成品率;同时提出了在光栅的制作过程中应用均匀曝光技术来改变光栅耦合特性的方法,提高了光栅制作的灵活性.全面地研究了长周期光纤光栅的敏感特性,包括温度响应、应变响应、折射率响应、弯曲响应、扭转响应等,分析了波导色散因子的重要作用.根据长周期光纤光栅的弯曲特性,结合应变膜片的原理,设计了用于气体、液体压力传感的光纤传感器,可以获得0.1KPa的压强测量分辨率.通过在长周期光栅表面镀金属膜并通以电流的方法对长周期光纤光栅进行了温度调谐的研究;并对金属化长周期光纤光栅前后谐振波长的漂移进行了理论的研究.对串联长周期光纤光栅的透射光谱特性及其温度特性进行了详细的理论和实验研究,提出了利用测量谐振小峰间距来估算长周期光纤光栅波导色散因子的方法.研究了在保偏光纤上制作出来的长周期光纤光栅的光谱特性,发现了保偏长周期光纤光栅特殊的温度和应变响应特性,即同一阶快、慢轴谐振峰的温度及应变响应系数具有相反的符号,并且对应与快轴或慢轴的不同阶谐振峰的温度及应变响应系数的符号也相反.根据保偏长周期光纤光栅的特性提出了可调谐光纤型起偏器和偏振分束器的设计方案.