随着光纤技术在数据传输领域的广泛运用,其在物理、经济以及实用性方面的限制的研究还不够十分清楚。目前,世界各地铺设的光纤长度已经达到了上亿公里,其中,有大约90%都是标准单模光纤。随着WDM系统的集约化发展,一种新型的被称为非零色散位移的光纤开始受到越来越多的关注。单模光纤常用于洲际通信线路以及其它长途线路,因此需要非常高的信息传输质量(如银行转账)。因此,当电磁场参数进行纵向或横向变化时,研究在开放导结构中电磁场的传播参数的变化是非常重要的。第一部分介绍了开发介质波导领域的一些基本信息以及在该领域的一些科学研究发展。第二部分介绍了包含同轴介质层的四层光纤,其中一层的角座标导电区域是裂开的。由于其中某一层存在部分金属化现象,使得该领域内的导向结构出现了混合。由于部分金属化会禁止对称波的存在,因此,描述了波导结构两种赫兹矢量的纵向分量,且该分量在柱面坐标内满足亥姆霍兹方程。第三部分介绍了对称色散特性在一个圆形介质波导的折射率沿轴线进行周期性变化的结果。利用伽辽金方法和部分域方法应用于色散方程,并在其决策中加入一个迭代过程。这种计算沿光轴进行周期性变化折射率的光纤波上的色散特性的方法只适用于磁性类型的对称波。然而,通过它可以设置周期性不规则光纤内波的传播规则,同时,E型对称波和混合波也有类似的传播特点。考虑纵向应力对开介质波导传输特性的影响,该问题可应用光弹性理论解决。根据光弹性理论,当麦克斯韦方程将变为电场与电磁感应的张量形式,有两种波可在含有相同波法线的电介质中传播,且这些平面偏振波具有不同的速度。这表明,在机械拉伸力的影响下,最初各向同性的玻璃会变成一个光轴与预应力方向平行的单轴晶体。同时,它在另外两个正交方向的屈光率并非保持不变。这种现象在杨氏模量下观察到的是一个数字而非一个张量。当工作波长为1310纳米时,它依赖于拉伸的基波减速率。这种依赖几乎是线性的,这使得光纤传感器能够应用于多个领域。第四部分考虑了标准单模光纤生产率下降的因素和影响。本文对每一部分的计算和结论进行了分析,对最常用的开放介质波导计算提供参考。