布拉格光纤光栅在光通信领域中有许多应用。这里仅介绍反射型FBG的几种应用。
1.用作窄带滤波器（Narrow Band Fitler）
密集波分复用技术（Dense Wavelength Division Multiplex，DWDM）是实现极高速率光学数据传输的常用方法。通过为每一个数据流指定唯一波长的方法，使许多不同的数据流被复用在一根光纤中。不同信道的波长以密集的梳状形式排列，相邻信道间隔为100 GHz、50 GHz，甚至25 GHz，一根光纤上可以复用多达几百个信道。
在这样的系统中，关键的器件是分插复用器（Add/Drop Multiplexers，ADM），它可以在不影响其他信道波长的条件下从光纤提取或向光纤增添一个信道波长。图10.1.9为分插复用器的典型结构。利用反射体积光栅对波长敏感的特性，使其具有波长选择性。图中光环行器是一种单向器件，仅允许光在一个方向从输入端向输出端传播，而将反向传播的光送到一个分离端口，在分离端口上只出现向后传播的光。这种器件对向前传播的信号和向后传播的信号的隔离度一般很高（约50 dB）。穿过第1个环行器的光到达FBG1，这个FBG1被设计成一个窄带反射滤波器，它仅仅反射波长为λ2的光波，而让所有其他波长的光波通过并到达第2个环行器。与此同时，被反射回来的λ2光波按反方向传到分离端口，可以在这个端口上检测到这个特定波长信号并下载。少了λ2的其他波长的光信号不受干扰地穿过第2个环行器到输出端。一个新波长λ′2的信道可加到这个环行器的第2个输入端口上，向后传到FBG2。在这里被反射，然后穿过第2个环行器，填满缺了λ2的信道空间的空缺。于是用这样一个结构，就能够提取（下载）一个特定的波长或增添（上载）一个新的波长。如果把两个FBG在中间串接起来，第1个调谐到λ2，第2个调谐到λ′2，那么就能满足上述设计要求。
图10.1.9 一个FBG分插复用器的典型结构
2.用作色散补偿器（Dispersion Compensator）
由于在光纤中不同波长的光波以不同的速度传播，色散的出现是必然的。通常情况下，频率更高（波长更短）的分量比频率更低（波长更长）的分量传播得快一些。为了补偿色散，需要制作一个啁啾光纤光栅。这种光栅的周期
沿光纤纵向线性改变，如图10.1.10所示。可以采用全息直接干涉法（图10.1.7）制作啁啾光纤光栅，办法是用不同曲率的干涉波面（由柱面镜调节）来造成干涉图案的条纹间隔不均匀，从而产生变化的Λ，也可以通过加热或拉伸FBG来调谐这种光栅的周期。
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图10.1.10 啁啾光栅的周期沿光纤纵向变化
图10.1.11表示用啁啾光栅实现色散补偿的基本思想。当一脉冲入射到啁啾光栅上时，脉冲的不同谱分量被光栅的不同部分反射，结果，长波长（传播速度慢）虽被色散光纤时间延迟得很多，但在啁啾光纤光栅中却被最早反射回，因而延迟得最少，而短波长的情况则相反。这样，由于色散在光脉冲的长、短波长分量之间产生的距离差，经过啁啾光栅后，滞后的红移分量便会赶上蓝移分量，从而消除了色散效应。目前这种色散补偿已经进入实用阶段。
图10.1.11 啁啾光纤光栅色散补偿原理图
3.用作波分复用器
由于FBG具有良好的滤波性能和较窄的带宽，故利用一组FBG的透射特性可以进行合波，利用其反射特性可以进行分波。据此可制成波分复用器（Wavelength Division Multiplexer，WDM），如图10.1.12所示。各光栅的中心波长分别为λ1，λ2，…，λn。复用信号（λ1，λ2，…，λn）经过解复用器后，各个波长分别从不同的端口输出，实现了光的解复用。
图10.1.12 光纤光栅型波分复用器原理图
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