光纤光栅是近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一。由于其体积小、重量轻、不受电磁干扰及插入损耗低等优良特性,在光纤通信及传感领域有着广阔的应用前景。在光纤传感领域,光纤Bragg光栅的中心波长随环境温度和所受应力的变化均产生漂移,测量中会引起交叉敏感问题;在光纤通信领域对光纤光栅的波长稳定性要求也很高,因此对光纤Bragg光栅进行温度补偿具有非常重要的实际意义。 基于光纤的光敏性机理,对普通单模石英光纤进行了载氢处理,利用相位掩模法制作了光纤Bragg光栅,并分析和验证了光纤Bragg光栅的温度和应变特性。 在深入研究光纤Bragg光栅温度补偿原理并进行大量实验及理论计算的基础上,设计了一种有效的无源温度补偿方法。通过对石英和有机玻璃两种热膨胀系数不同的材料进行合理的结构设计,并对光纤Bragg光栅进行封装使其产生一定的预应变。当温度升高时,石英和有机玻璃的热膨胀尺度不同将导致光纤光栅预应变的减少,由此引起的波长负漂移抵消温度升高引起的波长正漂移,从而实现光纤Bragg光栅的温度补偿。补偿前光纤Bragg光栅中心波长在-19℃～60℃温度范围内变化0.79nm,温度系数为0.01nm/℃,补偿后温度系数约为4.43×10^-4nm/℃,光栅的温度稳定性提高了一个数量级。论文讨论了光纤Bragg光栅所加预应力的大小对补偿效果的影响,分析了光纤光栅温度补偿中出现过补偿和欠补偿的原因,并对单面封装和双面封装产生的效果进行了对比。最后,本文探讨了基于负膨胀材料的光纤Bragg光栅温度补偿方法,并对实验结果进行了分析。 本文所研制的温度补偿结构体积小,易于制作,可以满足对光纤光栅温度稳定性要求较高的光纤通信系统等领域的需要。