在传输矩阵理论推导与实验验证的基础上，提出了一种通道间隔可切换的全光纤梳状滤波器。该滤波器基于双Sagnac环滤波结构，是两个Lyot滤波器的并联。滤波器的两条支路分别由偏振控制器(PC)和不同长度的保偏光纤(PMF)组成，可通过调节PCs，控制光进入PMF时的偏振态，实现通道间隔切换和消光比调谐。其中，通道间隔分别由两支路上的PMFs特性决定，通过改变PMFs的长度和双折射率，可得到不同的通道间隔可切换组合。在上述设计的基础上，增设了一个PC，经实验检验，滤波器的可调性得到了进一步提升。最后，实验证实了以此滤波器为基础构建的多波长光纤激光器( MWFL )在实现通道间隔切换方面的可行性。

滤波效应对脉冲的形成、波形调控和动态传输有重大的影响。展示了一种以全光纤马赫-曾德尔干涉仪作为紧凑梳状滤波器的多功能掺铥光纤激光器，实现了多波长连续激光输出、多波长锁模激光脉冲输出，在1842～1898 nm光谱范围内可调谐输出单波长锁模激光并同时获得四波长锁模脉冲。采用拉锥技术制备了全光纤微结谐振器，在掺铒光纤激光器腔中，获得了束缚态孤子，且锁模状态可实现从基频状态到谐波锁模的切换。通过调控谐振腔功率以及偏振状态，实现了24阶谐波锁模，其脉冲形态仍是束缚态孤子。实验结果以及数值分析结果表明，滤波效应对脉冲形态有显著的影响。

积分梳状(CIC)滤波器因结构简单和良好的抗混叠性,被应用于各种信号处理系统中。 针对传统CIC 滤波器通带失真较大和阻带衰减较小的问题,通过分析CIC滤波器的特点,提出了一种切比雪夫梳状补偿滤波器(C-CIC)。 MatLab仿真结果表明,与传统CIC、内插二阶多项式级联积分梳状滤波器(ISOP-CIC)和余弦积分梳状滤波器(CIC-COSINE)相比,当CIC级 联的级数相同时, C-CIC滤波器在频率fc处通带幅值的失真和频率fa处的阻带衰减都得到了较大改善。经过FPGA的设计工具 Quartus仿真得知,达到相同的幅频特性时, C-CIC滤波器消耗的片上资源少于ISOP-CIC和CIC-COSINE滤波器。C-CIC滤波器可以更好地应用于波长 调制-可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统中。

多波长掺铒光纤激光器(MW-EDFL)在密集波分复用(DWDM)系统中具有重要作用，是近年来光纤通信领域的研究热点。回顾了多波长掺铒光纤激光器的发展历史，介绍了多波长掺铒光纤激光器的工作原理，包括其抑制模式竞争、实现多波长输出的方式，着重介绍了多种梳状滤波器的原理，包括Lyot 滤波器、Sagnac 干涉环、Mach-Zehnder 干涉仪。综述了近年来实现多波长掺铒光纤激光器的研究成果，分析了各个实现方案的优劣特性，并对其应用和发展前景进行了展望。

提出使用基于半导体光放大器(SOA)的环形激光器与可调谐光纤型法布里珀罗(F-P)滤波器作为扫描光源的光纤布拉格光栅(FBG)解调方案，综合使用梳状滤波器与乙炔气体的吸收谱进行谱线标定，采用数字信号处理算法进行时域滤波与3 dB功率寻峰算法。实验证明，该解调方案可以同时实现对超过1000个温度FBG，或240个应变传感光栅进行解调，解调频率达到1000 Hz，波长分辨率达到0.5 pm，温度检测精度达到0.05 ℃，应变检测精度达到0.6 με。

采样啁啾光纤光栅理论是实现超高信道数梳状滤波器的理想方案，但是一个啁啾模板只能实现特定波长间隔的光梳状滤波器。提出一种利用光纤布拉格光栅(FBG)直流相移实现任意波长间隔梳状滤波器方法。该方法只需一个啁啾模板与亚微米精度的位移台，在灵活性、简单性和制作成本方面有明显优势。仿真和实验表明FBG直流折射率调制可以引入任意的相位偏移。利用该方法实现了波长间隔为100，50，40 GHz的梳状滤波器。最后分析了直流相移光栅长度与相位误差对滤波器边带抑制度的影响。

为了提高光纤光栅传感系统的容量和解调精度，研究了多通道光纤光栅传感系统的相关解调技术，提出了一种应用于多通道光纤布拉格光栅(FBG)传感系统解调的算法。结合仿真和实验，给出了该算法对光纤光栅反射峰的解调效果，分析了算法的精度。研究发现，整个系统可实现32路光栅复用，能在1525～1585 nm的波长范围内进行解调，算法的解调精度可达2 pm，分辨率为0.1 pm。该算法有效地降低了一般寻峰算法中输入信噪比(SNR)对系统解调精度的影响，系统的测量精度、测量范围、可靠性都得到改善，能够很好地应用于实际工程。

基于失配光纤耦合器的波长特性，从理论上详细分析了两芯间隔d，两芯之间的失配度Δβ及耦合区长度z对其光谱特性的影响。结果表明，当Δβ和d较小时光纤耦合器可以成为梳状滤波器。Δβ主要影响梳状滤波器的消光比，z和d在两芯子匹配的情况下主要影响峰值波长位置和间隔。通过将一根两芯间隔d=12 μm的单模双芯光纤(TCF)的一个芯子熔接在两根单模光纤(SMF)之间，实验制得基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器，其消光比可达25 dB，插入损耗为3.1 dB。通过使用不同长度的TCF获得了不同的峰值波长间隔，并使用波长为248 nm的紫外光对其峰值波长和消光比进行了调节。

为了实现具有全光纤结构和波长可选择滤波器，设计并从理论上计算和分析了一种基于双折射光纤的干涉滤波器。该滤波器具有很好的选频特性，不同的偏振角自由组合使得该滤波器具有更灵活的调节性。该滤波器提高了双折射光纤的使用效率，用12m高双折射光纤可以产生等同于在Sagnac环形腔中用16m同样光纤时的滤波效果。这种高效波长可选择滤波器还具有较好的光频隔离效果，并很容易用光纤或光波导制作出来。

对适用于温度传感的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪进行了研究，并通过将一根单模双芯光纤熔接在两根单模光纤之间，制得了双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪型梳状滤波器。用干涉原理分别分析了该器件传输谱的自由空间谱宽与波长、双芯光纤的长度和两纤芯间的有效折射率差的关系，实验检测了它的温度特性。结果显示，随着温度的升高，该器件的传输谱发生红移。在相同温差下，不同波长处的波长漂移值不同，短波长处波长漂移较小，长波长处波长漂移较大。在固定波长处，该器件的传输谱的波长漂移实验数据与温度变化具有较好的二次曲线关系。该器件的温度灵敏度和波长有关，不同波长处灵敏度不同；固定波长处，灵敏度与温度成正比。另外，通过对单模光纤与双芯光纤熔接处的拉锥处理，可以有效降低所制器件的插入损耗。实验制得了插入损耗约为7 dB的梳状滤波器，其体积小、制作容易、与光纤系统具有良好的匹配性，可应用于光纤温度传感。