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与传统光纤相比，光子晶体光纤具有灵活的结构设计和参数可调特性，人们不仅可以通过改变基质材料和结构参数调节其特性参数，还可以通过填充或者掺杂其它介质来获得众多优良特性，进一步实现其在光通信光电子器件领域的更为广泛的应用。金属丝填充光子晶体光纤不仅具有光子晶体光纤的优良特性，而且还结合了金属材料所独有的表面等离子体共振特性。因此，基于金属填充光子晶体光纤在光纤传感和偏振滤波等领域有广阔的应用前景。本文设计了基于金属丝填充的光子晶体光纤传感器和滤波器，运用有限元法分析其特性并对结构参数进行了优化。论文的主要内容如下：第一章，比较系统地综述光子晶体光纤特性、理论研究方法和制备工艺，以及介绍了基于表面等离子体共振效应的金属填充光子晶体光纤的发展概况。第二章，从基于Maxwell方程的光波导理论和表面等离子体理论出发，分析金属填充光子晶体光纤传导光的基本原理，详细介绍了有限元法数值模拟金属填充光子晶体光纤特性的实现过程，进一步给出了在光子晶体光纤中实现液体填充的方法。第三章，设计了一种基于金属填充的液体芯光子晶体光纤传感器，所测液体折射率指数范围是1.455-1.485，损耗峰值经过线性拟合后的R-Square值为0.99966，且平均折射率指数灵敏度为-4125nm/RIU，该传感器有望同时实现高线性度与灵敏度。第四章，设计了一种基于金属丝填充的HB-PCFs的偏振滤波器，对光纤传输的基本特性进行分析，并通过调节光纤结构参数，设计出一种在通信波段1310nm和1550nm处具有良好偏振滤波效应的光子晶体光纤。