随着光纤通信技术的不断发展和完善,光纤损耗已不再是光纤发展的主要障碍,而光纤的色散在光纤通信中的影响却越来越大。为了控制和减小色散,人们提出了色散平坦、色散位移和色散补偿等方法。其中,色散补偿光纤由于其灵活、方便、易于光纤传输网升级和可以得到色散斜率补偿的特点而成为人们研究的一个热门课题。本文主要讨论了多包层结构的色散补偿光纤。文中首先从光纤传输的波导理论出发,用转移矩阵法推导了四包层均匀折射率光纤的本征方程,由此可以求得光纤色散的解析表达式,这种分析方法也适用于其他的多包层均匀折射率光纤。然后在比较色散补偿光纤不同结构特点的基础上,采用了多包层结构来设计色散补偿光纤。对于多包层色散补偿光纤的色散计算,运用等效阶跃光纤法来数值求解。将多包层光纤等效为单包层的阶跃光纤,通过求解等效阶跃光纤的传播常数来求得多包层光纤的传播常数,进而得到色散。在上面理论分析的基础上,文中用Matlab 软件来编程实现数值计算。程序通过计算一系列给定波长处光纤各层的折射率和传播常数,可以得到一系列等效阶跃光纤的包层折射率。根据结果数据,再利用曲线拟合和数值微分的数学方法,画出了多包层光纤的色散曲线。最后,文中用Optiwave 公司的软件Fiber-CAD 进行了反复的数值模拟,通过计算多个多包层结构光纤的色散,分析了多包层色散补偿光纤中不同结构参数对其性能参数的影响,并针对现在WDM 系统常用的G655 光纤的色散及色散斜率进行了色散补偿光纤的设计,光纤在有效补偿G655 光纤色散与色散斜率的同时,也抑制了非线性效应,具有较好的应用前景。