光子晶体光纤（photonic crystal fiber, PCF）是一种新型的微结构光纤（Micro-StructuredFiber），又被称为多孔光纤，1992年首次被提出，相对于传统光纤，其具有无截止单模传输、可调色散、高双折射、高非线性等特性。自从其问世以来，就受到了人们极大的关注。由于其具有灵活的结构与优越的性能，而且在光纤空气孔中可以填充不同性质的材料，比如液晶、气体、高温敏的液体，做成各种高灵敏度的传感器件，因此近年来基于光子晶体光纤传感的研究和应用已成为热点。本文应用平面波展开法（PWM）和全矢量有限元法（FEM）并结合计算机软件COMSOL对帯隙型光子晶体光纤的温度传感和气体传感进行了理论研究和数值仿真。提出了一种空芯光子晶体光纤（HC-PCF）用于气体传感的方法，通过设计合适的反共振环厚度，来控制光纤的限制损耗和纤芯功率比，数值结果表明：在归一化厚度T=5、波长λ=1.65372μm处，纤芯中光功率与总功率的比值达到99.19%，泄露损耗仅为1.48×10^-3dB/km，提高了功率比，降低了损耗，使HC-PCF能更好地应用到气体传感中。提出了利用高折射率棒帯隙型光子晶体光纤进行温度传感的方法，并利用全矢量有限元法分析了不同温度下有效模面积Aeff与温度T的变化关系，空气孔的直径和孔间距大小对温度传感特性的影响。研究结果表明：填充甲苯的帯隙型光子晶体光纤温度灵敏度能达到20.20dB/m/C，而且可以通过设计不同结构参数来调节温度敏感区间。最后，对基于空芯光子晶体光纤的气体检测系统做了简单介绍，分析了HC-PCF应用于气体传感系统的基本原理、性能参数。