本文首次提出了基于超结构光纤光栅的宽带波分复用信道滤波器的设计方案,以及超结构光纤光栅反射谱谐振峰间隔的精确公式。本文理论分析部分主要分成三步,第一步,从Maxwell方程组出发,详细推导了光波导中的幅度耦合模方程组,并具体应用到光纤光栅波导结构中,推导出布拉格光纤光栅的幅度耦合模方程组,通过解这组方程,得到了布拉格光纤光栅的反射光谱表达式。第二步,超结构光纤光栅的光波导结构是对布拉格光纤光栅的纤芯折射率方波取样而得,在布拉格光纤光栅光谱分析的基础上引入折射率调制的相移因子,用传输矩阵法计算出了超结构光纤光栅的光谱。第三步,通过用傅立叶展开的方法对超结构光纤光栅的波导结构进行分析,推导出了光栅谐振峰的位置的精确表达式,进而得到谐振峰间隔的精确表达式,这些具体的数学表达对宽带波分复用信道滤波器的设计起到关键的作用。利用上述的谐振峰位置和间隔的表达式,逆向求解出影响超结构光纤光栅光谱特征的各项参数的值。本文依据ITU-T的建议,分别计算了0.4nm,0.8nm和1.6nm波长间隔的波分复用信道滤波器的设计参数,并利用这些参数计算出超结构光纤光栅的光谱,通过测量,所得光谱特性(谐振峰位置和谐振峰间隔)与设计预期精确相符。通过改变光纤光栅周期(对应光纤光栅布拉格波长)到适当的值,使超结构光纤光栅谱位移一个或者多个波长间隔,级联多个波长精确定位的超结构光纤光栅,实现了波分复用信道滤波器的宽带滤波。