圆偏振光在光测量、光传感和光通信等领域有着重要的应用。但目前的圆起偏技术还不够成熟,一般通过间接起偏的方法来实现圆偏振光的起偏。传统的圆偏振起偏器通常由多个分立元件组成,它在实用过程中有着诸多不便。为使圆偏振技术得到更好的运用,本文提出了在熔融状态下高速旋转应力型线双折射光纤实现手性光纤光栅,并进而实现全光纤型的圆偏振起偏器。由于该手征光纤光栅圆偏振起偏器基于旋转的应力型高双折射保偏光纤,光纤不必特别定制,且光纤材料无光敏特性的要求;另外,它可以与输入及输出光纤一体化,极大地方便了圆偏振技术的应用,将具有很好的发展前景。本论文的研究工作围绕着基于应力型双折射光纤的手性光纤光栅而展开。首先从耦合模理论出发,详细地研究了这种手性光纤光栅中模式耦合的情况,指出其具有偏振选择特性,并揭示其实现全光纤型的圆偏振起偏器的必要条件。与传统的光纤光栅类似,手性光纤光栅也可按其扭转的周期长短分为长周期手性光纤光栅及短周期光纤光栅。本论文先对长周期光纤光栅进行了研究。以右手螺旋方向扭转而实现的手性光纤光栅为例,对于以均匀扭转方式实现的长周期手性光纤光栅,在某一波长处,右旋芯层圆偏振模与左旋包层圆偏振模满足相位匹配条件;在一定的光纤长度上,右旋芯层圆偏振模的能量全耦合至左旋包层圆偏振模,会完全损失,与此同时,左旋芯层圆偏振模则无损通过,从而实现左旋圆偏振光的起偏。论文分析了光纤光栅各参数对此种手性光纤光栅性能的影响,并针对要求的技术指标,提出在实际制作过程中扭转率及扭转长度所需达到的精度控制要求。由于长周期手性均匀光栅具有波长谐振特性,以此为基础实现的圆偏振起偏器工作波长范围较窄,通常为几个纳米。本论文也提出了一种改善其带宽性能的方法,即以缓变扭转率对双折射光纤进行扭转。论文运用绝热耦合原理对这种具有缓变扭转率的长周期手性啁啾光栅进行了详细的理论分析,指出其实现宽带特性的必要条件,并给出了改善这种圆偏振起偏器带宽、消光比和尺寸等性能指标的理论指导性建议。本论文还对短周期的手性光纤光栅进行了理论分析及数值模拟。分析模拟表明,当正向传输的芯层圆偏振模与手性方向相反的反向传输的包层圆偏振模耦合时,芯层圆偏振模反射谱的3dB带宽仅零点零几纳米,可用作全光纤型的圆偏振滤波器。论文最后也简要地讨论了短周期手性啁啾光纤光栅的特性,分析了扭转率等参数变化对其反射特性的影响。