光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)克服了传统光学光纤的限制,为许多新的科学研究提供了新的机遇,尤其是其色散可控性和高非线性为非线性光学研究带来了新的可能。通过调整PCF的几何结构,可以获得具有多个零色散波长的光纤,中心波长附近的基阶孤子在受激拉曼感应频移的作用下,孤子的能量穿过正常色散区进入另一个反常色散区形成新的孤子,产生孤子谱隧穿效应。根据广义的非线性薛定谔方程(GNLSE),本文主要采用数值模拟方法研究了在具有三个零色散波长PCF中自陡效应对色散波的产生与孤子谱隧穿效应生成的影响,取得主要成果如下:第一:根据麦克斯韦方程组,推导了在PCF中光脉冲传输时所需要遵循的GNLSE,并用分步傅里叶算法求解了GNLSE,且分析了该算法的计算精度。接着采用模拟交叉相关频率的分辨光学开关技术(X-FROG),用来研究了超短脉冲的时频特性,通过它分析了色散波与孤子传输特性及其相互作用的过程,并观察分析了孤子谱隧穿效应的演化过程。第二:分析了三个零色散波长PCF中的高阶色散以及主要非线性效应间相互作用。主要研究了自陡效应对孤子谱隧穿效应的影响,数值模拟结果表明,通过改变初始脉冲的自陡系数,会使频谱能量重新分布,随着自陡的增加,基阶孤子的能量更多的往长波长位置转移使得位于第二个反常色散区的新孤子聚集更多的能量,从而形成更加明显的孤子谱隧穿效应。孤子谱隧穿效应在光孤子动力学有很大的研究价值,通过它可以产生更宽谱宽的超连续谱,调谐超连续谱获得更高峰值的光谱成份,在超短脉冲压缩、光传感技术、多通道光源通信等领域有着潜在的应用价值。