本文对基于平方率分布径向梯度折射率光纤的纤维集成光纤微透镜的基本原理及其应用进行了研究。从麦克斯韦方程出发,推导了光线方程,并以光线方程为基础推导了渐变折射率介质光线轨迹方程。分别针对折射率为球对称分布、轴向分布和径向分布的介质作了具体的理论推导和特性研究。重点对平方率分布径向梯度折射率介质中子午光线的传播特性进行了研究,得出结论:近轴子午光线轨迹为同周期正弦曲线。这种介质中近轴子午光线周期性会聚和发散的自聚焦特性是纤维集成光纤微透镜的理论基础。截取特定长度的梯度折射率光纤,即可实现使光束会聚或发散的微透镜功能。　　利用Matlab和Beamprop软件分别对平方率分布径向梯度折射率光纤中近轴子午光线的光线轨迹和近轴光束的高斯光场分布进行了理论分析和仿真研究。对垂直端面、斜端面、圆锥端面和球端面光纤微透镜分别进行了深入讨论,分析了各光纤微透镜端面出射光线的特征。探讨了多种结构的纤维集成光纤微透镜的应用,提出了两种新型的结构:对称双芯光纤-梯度折射率光纤-对称双芯光纤,用作光交换器;对称双芯光纤-梯度折射率光纤-普通单模单芯光纤,用作光单向合束器。　　设计了一套纤维集成光纤准直器制作和检测实验系统。包括折射率分析仪测量梯度折射率光纤折射率分布,确定光束正弦曲线传播周期;光纤焊接和切割系统,制作初步的光纤准直器;光束质量评估系统,反馈给光纤端研磨系统确定是否继续研磨得到准直性能最好的光纤准直器。实验得到最优光纤准直器的光束发散角仅为2.4508度。