长周期光纤光栅(LPFG)是近年来出现的一种新型光无源器件,它将光纤纤芯中传输的特定波长的导模的能量耦合到包层模中去,通过对包层模的传输损耗来实现陷波滤波。LPFG具有全光纤、体积小、无后向反射,且易与其它光通信器件集成和连接等独特的优点,在光纤通信和光纤传感领域都具有重要的价值和应用前景,是近几年来人们研究的热点。本文以LPFG的耦合模理论为基础,分析了LPFG的频谱特性,对LPFG谐振波长的调谐进行了理论和实验研究。主要研究内容有:(1)以耦合模理论为基础,介绍了LPFG的导模和包层模的电场的分布,模式间的耦合以及耦合模方程。并给出了LPFG的各项参数的计算公式和方法。(2)对各类LPFG的频谱特性进行了数值模拟和分析,并针对LPFG的谐振波长在写入过程中的漂移提出了一种全新的分析方法——图解法。它通过常见的谐振波长与周期的关系曲线,不用解耦合模方程就可以直接分析LPFG的振波长的漂移和调谐特性。(3)通过研究LPFG谐振波长与包层外的环境折射率的关系,找到了以改变包层外的环境折射率,来实现LPFG大范围调谐的这一有效的途径,为LPFG的大范围调谐奠定了理论基础。(4)实验制作了折射率具有负热光系数的丙烯酸酯类的聚合物,以它作为LPFG包层外的涂覆层,通过温度的改变实现了调谐敏感性超过了1nm/℃,调谐范围高达60nm的理想实验结果。