光纤光栅(FBG)是近年来得到迅速发展的一种光子器件,在光传感、色散补偿等方面有很广泛的应用,现在人们越来越关注各种特殊结构光栅的研究。复合磁光光纤光栅(CMFBG)是一类特殊的光栅结构,它将传统光栅结构和磁光效应复合在一起,光栅特性可通过磁光效应来改变,它在光通信和磁场传感等领域有着潜在应用。本文研究了复合磁光光纤光栅的光谱特性、时延特性,以及它在光传感、色散补偿等方面的应用。本文的研究工作如下:1.根据光波导理论和磁光学知识,推导了磁光折射率光栅、磁致非均匀光纤光栅和分段磁光光纤光栅等几种复合磁光光纤光栅的耦合模方程。通过其耦合模方程,得到了磁光折射率光栅(MrFBG)、磁致非均匀光栅(MnFBG)和分段磁光光纤光栅(MMFBG)的传输矩阵,为分析复合磁光光纤光栅的特性以及它在光传感、色散补偿、时钟提取等方面的应用奠定了基础,是整个文章的理论核心。2.从耦合模方程出发,得出了磁致非均匀光纤光栅磁光耦合系数与传统啁啾光纤光栅啁啾系数之间的等效关系。通过传输矩阵法,验证了线性磁场分布下磁致非均匀光纤光栅与非磁性的线性啁啾光栅的等效性,从而可实现磁场控制下的动态色散补偿。根据该等效关系,利用Optisystem仿真软件,研究了三种不同磁场分布下的磁致非均匀光纤光栅对高斯脉冲的压缩特性,当输出高斯光脉冲宽度达到最小时所需的磁光耦合参量的量级在1000m-1。3.采用传输矩阵法研究了磁光折射率光栅和分段磁光光纤光栅。研究表明:磁光啁啾光纤光栅对光脉冲的压缩特性依赖于输入光脉冲的初始啁啾系数,并可以通过外加磁场和磁光光栅的啁啾量来优化。还具体研究了分段磁光光纤光栅在波分复用(WDM)系统中的可调色散补偿作用。