随着大数据时代的来临,互联网内的数据呈爆炸式增长,传输网络正在步入T比特时代。随着人们对信息需求量的增加,对带宽的要求也越来越高。全光网络以其超大容量和超高速率成为解决这一问题的关键。超大容量和超高速率的全光网络需要高性能的光器件做支撑,性能优良价格低廉的光器件逐渐成为人们研究的热点。偏振分束器是全光网络的一个重要光器件,基于双折射原理构成。传统的偏振分束器通过棱镜、单模光纤、薄膜波导等获得双折射特性,由于这些构成元素的双折射系数较小,因此传统偏振分束器长度较长,分光比较低。近年来,光子晶体光纤以其高双折射、无尽单模、大模场面积、体积小等优异特性,灵活的结构设计引起人们的高度重视。基于光子晶体光纤的偏振分束器结构灵活可控,通过改变结构的参数,如孔间距、占空比、孔的形状等,可以实现高双折射的特性,从而为获得短长度和宽带宽的偏振分束器提供了可能。本论文基于光子晶体光纤的优异特性,研究超短超宽带偏振分束器,有限元数值方法分析其光学特性。本论文设计的光子晶体光纤偏振分束器均为双芯偏振分束器,芯区引入椭圆结构,椭圆形状的芯区可以获得高双折射特性,大大的提升了器件性能。同时,双芯采用上下排布的结构以增加桥路的数目,从而增强芯区间模场的耦合能力,缩短偏振分束器的长度。另外,本论文提出两种新型光子晶体光纤偏振分束器。一种为超短光子晶体光纤偏振分束器。分束器长度达到了0.1mm的数量级,工作波长1550nm处的消光比高达50dB,带宽范围几乎可以覆盖通信C波段。一种为超宽带光子晶体光纤偏振分束器。本论文给出了超宽带分束器的多种不同优化方案,通过结构的微调,消光比高于20dB的带宽可覆盖600nm的波长范围,该结构芯区掺锗浓度较高,芯区间距宽,易于与单模光纤连接。本论文提出的两种新型偏振分束器结构简单紧凑,性能优良,为光子晶体光纤偏振分束器的设计提供了新的思路,可以作为相关研究的理论支撑。