回顾了光纤布拉格光栅非线性耦合模方程的数值求解方法，分析了基于隐式龙格-库塔方法的预报校正系统的特点。为实现简捷、高效、高阶精度的光纤布拉格光栅非线性耦合模方程的数值仿真，设计了基于连分式修正法的预报-校正系统并与基本方法进行了对比。采用该方法可以极大地加长光栅的分段长度以节约计算时间，同时也不存在仿真过程中因计算方法产生的不收敛现象，误差对比分析表明该方法能够准确地模拟光栅的非线性传输特性。为解决静态和动态情况下仿真方法不统一并避免数值计算引起的冲击响应，根据光栅中光波传输的物理过程建立了静态和动态情况下统一的数值仿真模型并研究了仿真中所采用的多种技术，利用这些技术能够有效地仿真连续波和脉冲输入情况下光纤布拉格光栅的非线性传输特性。

非线性光纤环形镜（NOLM）在不同抽运条件下具有不同的连续波开关特性，当单抽运NOLM在抽运峰值功率大于开关阈值功率时具有反转抽运脉冲峰的特点，在抽运脉冲上升与下降沿处各产生一个脉冲输出；当使用双脉冲抽运在两抽运脉冲除峰值功率和波长不同外其他参数一致时，透射输出由两个脉冲的峰值功率差决定，具有脉冲峰值功率比较作用。基于NOLM的这两个特性设计了全光分离两光功率水平信号的方案。利用光子学仿真软件进行了数值仿真，结果显示二光平信号被成功分离，并分别加载到不同波长上。实现了高功率级无基座脉冲输出，表明该方案也具有消除脉冲基座的能力。

基于光纤Bragg光栅中脉冲演变遵循的非线性耦合模方程，数值分析了光纤Bragg光栅在禁带附近由非线性光学特性导致的Bragg波长偏移。仿真结果表明：随着输入信号功率的增大，光栅的布拉格波长向长波方向移动，反射峰值下降，反射带宽变窄。进一步研究了基于此效应的全光自开关特性，结果表明：此开关的稳定时间短，并且输出脉冲形状保持良好。因此，这种具有高非线性系数的光纤光栅实现的全光开关在全光信号处理方面具有广泛的应用前景。