在局域网、光信息处理、光纤传感等领域中,都会涉及到光纤模式激励的问题。尤其是随着光信息处理技术的快速发展,基于光纤模式色散的光信息处理技术也开始得到了关注,但是如何准确地激励出满足条件的模式一直限制着其应用。功率耦合系数是研究模式激励问题的重要定量参数。对于渐变多模光纤模式激励的功率耦合系数的研究比较成熟,而且已经有解析解；但是关于阶跃多模光纤模式激励的功率耦合系数却没有完善的解析解。然而基于模式色散的光信息处理需要采用阶跃光纤来引入较大的模式色散,所以对阶跃光纤的模式激励问题的研究有重要的意义。本文的主要工作内容为：(1)首先基于功率耦合系数,对多模光纤和高斯光束的模式场进行理论析,并对特定参数的多模光纤的模式场和传输常数进行了matlab仿真,为后面的研究奠定了基础。(2)其次利用matlab对阶跃光纤模式激励的功率耦合系数进行数值仿真,讨论不同激励条件(例如偏移光束、倾斜光束、改变光束束腰半径、改变光束的波前曲面半径)对光纤中各模式的激励情况的影响。然后与渐变光纤的模式激励情况做定量的对比,结果表明了数值仿真方法的正确性。(3)最后讨论了模式激励在光信息处理中的一个重要应用方面——基于模式色散的全光积分器,通过数值仿真和实验对基于模式色散的全光积分器进行了研究。提出了利用一维展宽倾斜入射的方式来研制全光积分器的方法,而且选用了较大面积的高速光电探测器来接收多模光纤的输出光束,最后得到了较高效的基于模式色散的全光积分器,利用50m的多模光纤实现了时间窗口约为1.5ns的全光积分器。同时使用该积分器对光信号进行了积分实验,表明该方法具有很好的灵活性,易于调试和控制。与基于单模光纤群速度色散的积分器相比,所用的光纤长度短,且积分时间窗口与光源波长和带宽具有很小的相关性。