自从80年代初空芯光纤问世以来,由于其具有特殊的传输性能、光学性能、空间单模、偏振控制、低损耗等特性,许多研究人员都对这种新型光纤展开了深入广泛的研究；到目前为止,空芯光纤大致可分为空芯Bragg(布拉格)光纤、空芯光子晶体光纤(HC-PCFs).环形结构的Bragg(布拉格)光纤等。已经被应用到许多领域,包括军事领域以及光信息存储领域等。显而易见,空芯光纤在这些方面的成功应用,离不开对其特性的深入研究,和对结构的合理设计；可是,针对空芯光纤结构参数的变化对矢量模式特性的影响的相关研究并不多：基于此,本文针对具有典型三层结构的空芯光纤(即：空芯区域(填充空气)、纤芯区域、包层区域)着重进行了以下几方面的工作：1)推算出空芯光纤中各模式的特征方程,包括HEmn与EHmn模式的本征方程以及TEOm和TMOm模式的本征方程、各模式的模场分布以及传输特性2)仿真分析了空芯光纤的结构参数,如空芯半径、纤芯厚度、折射率差、波长、包层数量等的变化对模式的有效折射率、模场的有效面积等方面的影响。在上述分析基础上,利用空芯光纤的环形场特性,重点将空芯光纤应用于模式转换,为此设计了两种模式转换结构：1)单模光纤+空芯光纤+多模光纤形式的模式转换器2)单模光纤+空芯光纤+少模光纤形式的模式转换器使低阶模式LP01通过空芯光纤后能够转换成LP02模式。通过对几个重要参数包括空芯光纤的空气孔直径、长度、折射率差等对输出LP02模的功率、模式转换效率、消光比影响的综合分析,优化结构参数,提高了模式转换效率,获得了较好的模式转换效果。