采用2个交错放置的具有π相移的周期性刻槽板对弯曲不敏感光纤径向施力，形成了机械写制π相移长周期光栅(LPGs)滤波器。实验研究了压力和子光栅个数对π相移光纤光栅的光谱影响以及光栅的偏振相关损耗(PDL)。结果表明：两侧阻带的传输损耗由施加在光纤上面的压力决定，子光栅的个数决定π相移光纤光栅的通带宽度，但不影响通带中心波长；对LP13耦合模，当π相移个数从1增加到9时，滤波器通带带宽由8.2 nm增加到53.8 nm。LP13包层模具有最大PDL，其值约为6.86 dB。该方法制作的π相移长周期光纤光栅(LPFG)具有可重构性，结构简单，易于操作，在光纤通信和传感领域具有潜在的应用价值。

研究了镀膜相移长周期光纤光栅(PS-LPFG)工作于相位匹配转折点(PMTP)时的大间隔双峰滤波特性。LPFG工作于PMTP时，纤芯模与高次包层模耦合产生的损耗峰3 dB带宽可达288 nm以上，在此LPFG中点引入单个π相移时在中心波长两侧出现的两个阻带峰间隔达388 nm，远大于低次包层模耦合π相移LPFG的双峰间隔。在LPFG中均匀地引入M（M>1）个π相移时，双峰间隔随M的增大而增大，M为奇数时，中心波长损耗为0；M为偶数时，中心波长损耗随M的增大而减小。薄膜折射率与厚度的增加都将使两个阻带峰向短波长方向移动并增大双峰间隔。光栅长度的增大在改变双峰峰值损耗的同时使双峰间隔逐渐减小。

通过在长周期光纤光栅的某一位置引入一段调制结构形成积累相移，提出了一种新的相移长周期光纤光栅结构的设计方法。基于光纤光栅相位匹配原理，给出了在引入的调制结构为均匀短周期光纤光栅，其折射率调制深度与原光纤光栅一致时，调制结构的参数(光栅周期和长度)与所引起相移大小的关系式，并采用传输矩阵法和CO2激光单面曝光的方法从仿真和实验方面对所提出的结构进行了分析和验证。研究表明：在长周期光纤光栅某点引入一段均匀短周期光栅调制结构能够形成相移长周期光纤光栅，并且当其折射率调制深度与原长周期光纤光栅一致时，形成的相移长周期光纤光栅光谱只与调制结构的长度有关。

镀膜相移长周期光纤光栅(PS-LPFG)由于其结构及设计的灵活性可以改善光纤光栅的滤波特性。运用传输矩阵法,讨论了在镀膜PS-LPFG中不同位置引入单个相移、多个π相移时传输谱的滤波特性。研究发现,引入单个π相移时,会在谐振波长两侧出现两个新的阻带;引入多个π相移时,两个主阻带峰间隔随相移个数的增多而增大。进一步研究表明,薄膜厚度可以更灵活地调节镀膜PS-LPFG传输谱损耗峰的位置及损耗峰大小。随着薄膜厚度的增加,两损耗峰的位置向短波长方向移动,当薄膜厚度增大到一定值后,损耗峰位置向长波方向发生较大突变,同时损耗峰峰值急剧减小,随后损耗峰又将向短波方向移动且峰值逐渐增大。波长较大的损耗峰变化滞后于波长较小的损耗峰。

应用耦合模理论和传输矩阵法计算模拟了均匀长周期光纤光栅的透射谱，采用不同的切趾函数对其进行了切趾优化，通过比较得出了最佳的切趾函数。分析了引入多个π相移的相移长周期光纤光栅的透射谱结构，发现其具有一个通带、两个阻带的滤波特性。着重分析了相移个数，引入位置等参数对谱结构的影响。除运用传统的高斯函数折射率切趾方法对透射谱进行优化外，尝试了一种新型的长度切趾方法，达到了较好的优化效果。该方法的易实现性为切趾相移长周期光纤光栅的实际制作带来了方便。

运用矩阵传输法,并结合长周期光纤光栅的模式耦合理论,阐述了相移长周期光纤光栅传输光谱的形成原理.利用高频CO₂激光脉冲制作出相移长周期光纤光栅.该方法仅需用计算机绘制光栅结构图形,再由计算机依照此图形控制CO₂激光器对普通光纤曝光,就可自动完成光纤光栅的制作.实际制造出一条相移长周期光纤光栅,在1520～1570 nm和1610～1670 nm波长范围内分别呈现出相移图样,相移波段的通带中心波长分别为1546 nm和1640 nm.对光栅进行温度测试,观测1610～1670 nm范围内相移光谱的变化,发现相移光栅的通带及阻带中心波长具有相同的温度变化系数,其数值为0.064 nm/℃,另外又测试了光栅的应变特性,灵敏度约为-0.51 nm/mε.因此在利用光栅温度特性或应变特性做传感的过程中,可以仅测试通带中心波长的变化,实现低成本多样化的测量手段.