光器件是光纤通信系统的物理基础，其性能对于整个系统具有重要影响。光纤通信系统中单模光纤输出的光可以用高斯光束来近似，因此，对高斯光束的特性及其在光器件中的应用进行研究具有重要意义。本论文深入分析了高斯光束的耦合特性及其在波长选择开关、可调光学滤波器和可调光衰减器中的应用，并通过一系列实验对理论分析结果进行了验证。本论文的主要研究工作如下：从两高斯光束的耦合问题入手，采用模场耦合理论，得到了高斯光束耦合效率的表达式，并分析了各种失配因素对它的影响。然后进一步推广到圆光斑与椭圆光斑耦合的情况，得到了耦合效率最大的条件。研究了色散展开的高斯光束在MEMS微镜阵列上的耦合情况。并分别针对波长选择开关和可调光学滤波器两种器件，分析了微镜的占空比、光斑限制因子等因素对器件光谱特性的影响。对于波长选择开关样机，测定了其光谱特性，实验结果与理论分析十分吻合。对基于自由空间结构的可调光学滤波器，建立了简化模型，仍采用模场耦合理论，得到其传输谱线的表达式，理论分析结果表明其3dB线宽随着光斑尺寸的增大而减小，继而进行了实验验证，实验结果与理论值十分吻合。对基于MEMS扭镜的可调光衰减器，采用高斯光束的失配耦合模型并考虑光纤模场尺寸的波长相关性，分析了其波长相关损耗的产生原因，相应地提出了多种可能的优化方案，并通过实验对最终方案进行了验证。本论文提到的研究方法及其研究结果，对于设计性能良好的光器件，进而提高整个光纤通信系统的性能具有重要意义。