利用飞秒激光相位掩模加工方法制造光纤布拉格光栅（FBG），并研究了激光能量和曝光时间对FBG波长、反射率和带宽的影响规律。研究发现，随着曝光时间的增加，光纤的折射率调制量逐渐变大，耦合效率增大，反射率逐渐变大。当光纤耦合效率达到饱和时，反射率保持不变；当过曝光时，反射率轻微减小，光纤的平均有效折射率和折射率调制深度均变大，带宽增大。随着激光能量的增大，达到最大反射率所需要的曝光时间缩短，且FBG波长的红移量越多，带宽就越大。过大的激光能量会使平均有效折射率和折射率调制深度变大，从而导致FBG主谐振峰两边的旁瓣增多，影响光谱质量。另外，短波方向旁瓣的振荡比较显著，而长波方向则比较平顺。因此，在实际加工中需要选择合适的激光曝光能量和曝光时间。实验获得的最大FBG反射强度达到15 dB，且其光谱变化和理论分析一致。该研究为高质量FBG的制造和光谱特性优化提供了实验依据。

为了解决光纤布拉格光栅制作中波长控制的问题，提高已有方案的精度，提出了一种基于相位掩模法刻写布拉格光栅过程中拉力调节和紫外光补偿的光栅刻写波长两步控制法。在光纤两端悬挂砝码调节其所受拉力，使刻写光栅的中心波长略小于目标波长。使用功率均匀的紫外光对光栅整体进行照射，补偿光栅中心波长到目标波长的差距。该方案控制下，光栅中心波长控制误差在±5 pm以内，且对原平台改造小，不会破坏刻栅平台稳定性。实验证明1 cm长的切趾布拉格光栅反射率可达到30 dB以上。相比已有的应力控制方法，该方法具有控制精度高、平台改动小、系统稳定性好的优点。

对基于相位掩模法的高阶布拉格(Bragg)波导光栅的特性进行了研究, 不同阶数Bragg波导光栅的谐振波长均随饱和系数的增大而增大。综合考虑光栅阶数、相位掩模板衍射效率及饱和系数对Bragg波导光栅折射率调制幅度的影响, 当Bragg波导光栅阶数为2, 且饱和系数为0.67时折射率调制幅度达到最大, 此时Bragg波导光栅的最大反射率最大, 零值带宽最大。随着光栅长度的增大, 最大反射率增大, 零值带宽减小。波导光栅的饱和系数随写入光强与刻写时间乘积的增大而增大, 当此乘积为160 s·W/cm2时饱和系数为0.67, 因此可以通过控制写入光强与刻写时间使饱和系数达到最优。

报道了一种利用飞秒激光微纳加工技术在非敏化单模光纤中制备的高阶倾斜光纤Bragg光栅（HO-TFBG）。倾斜折射率调制是将聚焦的飞秒激光穿过高阶相位掩模板，并扫描曝光倾斜放置的光纤实现的，其覆盖了全部纤芯和部分包层。该单一HO-TFBG在1200~1700 nm波长范围内可形成三组与高阶Bragg谐振相对应的“包层模式谐振系列”。因此，其携带的信息量远高于紫外倾斜光纤Bragg光栅(UV-TFBG)，其功能性更佳，尤其适用于多传感参数的监控。研究了HO-TFBG的折射率、轴向应变和温度等传感特性。此外，该器件兼具飞秒激光诱导光栅结构的高温稳定性，其在苛刻环境中的化学和物理传感具有潜力。

利用有限元法对一种柚子型光子晶体光纤中的传输模式进行了模拟，得到了各传输模式的有效折射率和模场分布。结合耦合模理论和相关函数方法，对柚子型光子晶体光纤布拉格光栅反射谱进行了理论分析，解释了柚子型光纤光栅出现多个谐振峰的原因；数值分析了光纤纤芯直径和空气孔尺寸对光栅传输谱的影响。结果表明谐振峰波长随纤芯直径的增大向长波方向漂移，而随空气孔增大向短波方向移动，并且不同谐振模式的变化幅度不同；利用相位模板法写制了光子晶体光纤光栅，实验结果与理论分析能够很好地吻合。

以248 nm的KeF准分子激光器为光源,基于相位掩模法,研究了大模场面积双包层光纤(LMA-DCF)光栅的刻写技术。在20/400 μm的LMA-DCF中制备出中心波长1076.11 nm,基模反射率大于99.9%,3 dB带宽0.32 nm的光纤布拉格光栅(FBG)。用已制备的FBG作为腔镜,采用分立的光学元件后向抽运掺Yb³⁺光纤激光器,实现了144 W的稳定激光输出,斜率效率为60%,输出激光光谱特性同FBG的光谱特性一致。

介绍了利用飞秒激光器刻写光纤布拉格光栅的三种基本方法：全息干涉法、相位掩模板法、直接逐点刻写法。讨论了飞秒激光制作光纤布拉格光栅的主要作用机制。详细论述了这三种方法的特点、规律及最新研究进展，并总结了飞秒激光制作的光纤布拉格光栅呈现出来的独特性质。