本论文就微结构光纤及飞秒激光诱导玻璃纤维微结构等方面展开了系统研究。全文共分七章，包括导论，实验方法和测试手段，硅酸盐玻璃光子晶体光纤的研制，飞秒激光诱导多光子上转换发光基础研究，光纤拉丝方法制作微光学元件，飞秒激光在玻璃纤维中诱导微条码的基础研究，结论等部分。　　 论文首先在导论部分简单介绍了微结构光纤的发展简史和研究进展以及利用飞秒激光在透明介质中诱导微结构研究进展两个方面的内容。在微结构光纤部分，主要介绍了有效折射率型光子晶体光纤的一些特有的性质和应用，以及带隙波导型光子晶体光纤的特有的性质和应用。在飞秒激光诱导介质微结构方面，首先介绍了飞秒激光与物质相互作用的机理，之后着重介绍了飞秒激光诱导介质微结构方面的应用，包括利用飞秒激光来诱导光波导、利用飞秒激光来实现折射率变化和激活离子价态变化光存储、利用飞秒激光来实现空间选择性纳米粒子析出、以及制备微纳光栅、直写计算全息图等等方面内容。随后，论文提出了自己的研究思路和方向。　　 论文第二章首先介绍了微结构光纤的预制棒制作和拉制方法，然后介绍了飞秒激光在玻璃介质中诱导微结构的方法以及利用飞秒激光实现多光子吸收上转换的实验方法。　　 论文第三章首先介绍了两种Nd3＋离子掺杂纤芯硅酸盐玻璃光子晶体光纤，一种是包层空气孔不规则排列的，另一种是包层空气孔规则排列的。实验发现，空气孔不规则排列的光子晶体光纤能够维持较宽的单模传输波长范围。之后本文作者研究了一种包层空气孔不规则排列的空芯微结构光纤，该光纤具有一些和带隙波导光纤相似的性质，但是其确切的波导性质还有待研究。　　 本文第四章报道了利用光纤拉丝方法来制作微棱镜的实验，以及利用光纤输出的激光来演示微棱镜的反射效率的实验。利用该方法得到的等腰直角三角形微棱镜的反射效率高达90％，平行四边形微棱镜的反射效率高达80％以上。　　 本文第五章研究了飞秒激光激发的多光子同时吸收导致的上转换过程。首先探讨了Cr3＋：Al2O3在800nm飞秒激光激发下的上转换过程，发现该过程是双光子同时吸收导致的上转换过程。其次，研究了飞秒激光激发的YVO4晶体的上转换过程，该过程是三光子同时吸收导致的上转换过程。然后，研究了飞秒激光激发下Ce3+离子掺杂的闪烁晶体的上转换过程，发现Ce3+离子掺杂的闪烁晶体如Ce3+：YAP，Ce3+：GSO等晶体在800nm飞秒激光激发下发出各自的特征荧光，这些过程都是基于三光子同时吸收。最后，研究了飞秒激光激发下Tb3+掺杂的K9玻璃的双光子同时吸收导致的上转换过程。　　 本文第六章报道了利用飞秒激光在玻璃中诱导微结构来制作微条码的基础研究。首先，研究了飞秒激光诱导掺Sm3+氟铝玻璃的价态变化和折射率变化，发现价态变化比折射率变化具有更好的温度稳定性。另外，研究了Ag+掺杂的磷酸盐玻璃和Ag+掺杂的硅酸盐玻璃在飞秒激光辐照后的价态变化，发现辐照后的区域在可见光的激发下发出橙红色和红色的光，该发光可能是Ag纳米粒子的发光。此外，利用飞秒激光在Au3+掺杂的硅酸盐玻璃纤维中写入了微条码，该微条码在经过退火后显示出浅黄色。最后，进行了利用飞秒激光在K9玻璃纤维中写入微条码的实验，在不同尺寸的K9玻璃纤维中分别写入了微点码，微条码，以及各种字符。