全光缓存器能够在光域内对数据包缓存,成为下一代智能全光网演进的重要支撑器件。光栅耦合器作为波分复用中一个关键元件,对整个全光分组交换网的性能有重要影响。本文在自然科学基金“新型光控动态全光缓存整形器的研究”资助下,重点研究了长周期光栅的耦合特性和平行长周期光栅耦合器的滤波特性。创新性提出复调制长周期光栅耦合器的理论,分析其滤波特性,提出一种基于复调制长周期光栅辅助耦合器的新型全光缓存器结构。该缓存器可以实现信号的缓存、复制和提取,并能应用于记忆胞和脉冲定时,具有结构简单、成本低廉等优点。主要内容包括：长周期光栅的研究进展、长周期光栅的耦合特性研究、平行长周期光栅耦合器的研究、复调制长周期光栅耦合器的研究。本文的主要工作如下：(1)从光纤的三层理论模式出发,基于耦合模理论,详细分析了纤芯基模与单个包层模之间的耦合特性,着重分析了光栅周期数和耦合深度对透射谱的影响。(2)分析了纤芯基模与一阶各次包层模耦合时,纤芯基模有效折射率、包层模有效折射率、耦合常数、包层模传输常数等参数的求解方法。重点对长周期光栅纤芯基模到一阶奇次包层模的透射谱进行了仿真,讨论并仿真了外界环境、包层半径和光栅长度等参数对单个长周期光栅的滤波特性的影响。(3)分析研究了两个平行长周期光栅耦合器中,光栅偏移距离不同情况下在谐振波长处实现100%耦合效率的条件,并对耦合特性进行了仿真。(4)提出了复调制长周期光栅耦合器的理论,推导并求解复合调制下的耦合模方程,对不同调制比和输入信号情况下的输出情况进行了详细地光谱分析和讨论,仿真分析了其对信号的缓存、复制和提取特性,并研究了其在记忆胞和脉冲重定时方面的应用。(5)提出复调制长周期光栅辅助耦合器的新型全光缓存器的结构,分析其工作机理,该缓存器对解决目前网络的拥塞、降低网络构建成本有重要理论意义。