非互易相移器在光隔离器、环行器等基本光器件,和信道功率均衡、光波长转换、光纤传感系统等方面都有着广泛的应用。传统的非互易器件可以采用磁光效应或双折射效应实现,本论文以为功率均衡NALM或NOLM干涉环提供非互易相位偏置为应用目标,采用双模光纤声光器件的技术方案,围绕双模光纤非互易器的实现和性能提高从基本理论模拟,器件原理和设计以及实验等方面开展了研究工作。双模光纤声光非互易相移器由两个性能一致的声光移频器及模式剥离器等构成,因此声光移频器本身的性能如何以及两个声光移频器的性能是否一致非常关键。为此,本论文从基本的光纤声光模式耦合理论出发,分析了器件的基本工作原理,解决了双模光纤的设计、声波反射消除、光波中心波长和声波匹配频率的调谐,以及光纤外径的一致性刻蚀工艺、声光移频器的纵向应力调谐等一系列技术问题,实现了两个完全同频声波驱动、同时高转换效率的声光移频器,由此组成的非互易相移器件的动态损耗为3dB,1dB带宽8nm(1550nm-1558nm)。理论分析指出当两个声光移频器转换效率均为50%时,传输谱具有最大振幅并且正反向传输谱之间在波长上的平移体现了非互易相移的大小,本论文基于这一正反向传输谱提出计算非互易相移大小的Fourier分析方法,并对实验结果进行了计算。通过分析和实验研究还指出实际声光移频器转换效率达不到100%以及声光耦合过程的偏振相关性是造成非互易相移器传输谱波纹和起伏的原因。借鉴双模光纤声光非互易相移器的设计思路并发扬基于单模光纤的声光器件的技术优势,提出并设计实现了基于单模光纤的三段级联可调谐梳状滤波器,并分析了滤波谱特性与级联结构参数之间的关系。