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本文主要研究三种带通长周期光纤光栅（LPFG），包括干涉式带通LPFG、反射式带通LPFG和透射式带通LPFG。论文首先理论分析并实验研究了干涉式带通LPFG的扭曲特性，随后为了实现宽带宽LPFG的解调和长距离传感器，系统研究了利用光纤环形激光器实现LPFG带宽窄化的方法，并基于反射式LPFG和光纤环形激光器实现了LPFG的长距离测量。最后论文基于非对称包层模激发和耦合原理设计制作了一种透射式带通LPFG，这种滤波器具有制作简单及结构紧凑的优点，在波分复用系统中具有重要应用。论文的主要内容包括：1．利用两个级联旋转折变型LPFG形成Mach-Zehnder干涉仪（MZI，即干涉式带通LPFG），并对其扭曲特性进行研究。实验结果表明干涉谱的漂移方向与施加的扭曲方向有关，对MZI施加逆时针方向的扭曲时，MZI的干涉谱向长波方向漂移，反之，向短波方向漂移。在±100rad/m的扭曲范围内，波长为1576nm的波谷的扭曲灵敏度为0.10nm/(rad/m)。然后MZI被置入光纤环形激光器的环形腔内并将其同时作为带通滤波器和扭曲传感器，传感器的线宽被压缩至小于0.06nm。当光谱仪的波长分辨率为10pm时传感器的扭曲分辨率可达0.12rad/m，而且通过激光器波长的漂移方向可以直接判断扭曲方向。2．基于LPFG的耦合理论及空芯光纤的导光机制提出反射式带通LPFG，其制作方法是在LPFG的尾端熔接一段空芯光纤，两段光纤纤芯分界面上的Fresnel反射可以通过增大熔接机的放电量和单模光纤的推进距离消除。然后把带通LPFG置入光纤环形激光器的次环中，将带通LPFG同时作为传感器和滤波器对1km以外地点处的温度进行测量。在20-150℃范围内，激光器波长随温度升高发生红移，其温度灵敏度约为0.0254nm/℃。反射式带通LPFG可以与基于光纤布拉格光栅（FBG）的长距离准分布式传感网络兼容，因此带通LPFG可以用于测量FBG不能测量的高温或者利用LPFG和FBG实现多参数同时测量。3．研究了两段单模光纤偏置熔接激发非对称包层模的原理，并利用LPFG的耦合原理将LPFG由透射式的带阻滤波器变成带通滤波器。两段单模光纤横向偏置为40μm时，在其中一根光纤上利用CO2激光器写入非对称LPFG便可形成带通LPFG，但其通带中心波长的相对能量小于-10dB。模拟结果表明两段单模光纤在同样的横向偏置距离下，非对称LPFG比折射率调制深度相同的对称LPFG对包层模的耦合效率更高。在横向偏置40μm的两段单模光纤上写入相同LPFG形成的带通滤波器的插入损耗约为6.811dB，但其尺寸是原来的2倍。LPFG的写入方向与两段光纤偏置方向之间的关系对以上两种带通滤波器的性能均有影响。利用旋转折变型LPFG和偏置熔接形成的带通LPFG可以消除LPFG的写入方向与两段光纤偏置方向之间的关系对带通滤波器的影响，因为旋转LPFG的折射率调制沿光纤轴向旋转分布，在一定程度上可视为对称LPFG。