本论文对长周期光纤光栅的模式耦合理论和耦合特性进行了系统的研究,并创新地提出了一种制备长周期光纤光栅的方案。这种方案采用电弧拉锥法实现,是利用光纤熔接机的拉锥功能,并利用移动平台自由控制周期,在普通单模光纤上形成周期性的锥形结构,拉锥次数20次左右,即能形成较好的长周期光纤光栅。这种方法具有成本低廉,实验平台搭建简单,操作方法简便易行,稳定性好等优点。同时系统分析了长周期光纤光栅的各种耦合参数,并进行了大量仿真和实验。主要内容包括:光纤光栅的基本理论、长周期光纤光栅的模式理论与模式耦合、长周期光纤光栅耦合特性分析及仿真,长周期光纤光栅外界特性分析,以及电弧拉锥法制备长周期光纤光栅的实验。本文的主要工作如下:(1)系统介绍了长周期光纤光栅的发展现状,从长周期光纤光栅的理论研究、制备技术、应用研究三个方面介绍了当今长周期光纤光栅的发展状况。(2)从光纤的基本理论出发,推导了非正规光波导与光纤光栅中的模耦合方程,利用三层阶跃光纤模型,对长周期光纤光栅中的模式做了理论分析和数值仿真,同时,详细分析了长周期光纤光栅的耦合特性,并进行了详细的模式耦合仿真,分析了纤芯基模与一阶各次包层模的耦合情况,得出了包括有效折射率、传播常数、耦合常数、波导色散因子在内的一系列长周期光纤光栅的耦合性质,并对长周期光纤光栅的透射谱等进行了数值计算。同时对长周期光纤光栅的外界特性,包括温度,轴向应变,外界折射率变化特性做了仿真分析。(3)采用了电弧拉锥法制备长周期光纤光栅,先证明了电弧拉锥法制备长周期光纤光栅的可行性与制作系统及制备方法的稳定性,然后对影响成栅结果的一些熔接参数进行了研究与分析。实验达到预期结果,对长周期光纤光栅的电弧法制备及后续实验具有重要的指导意义。