光子晶体光纤也叫微结构光纤或多孔光纤，其截面是按一定规则排列的并且沿光纤长度不变的空气孔，光纤中心的缺陷形成纤芯。与传统光纤相比，光子晶体光纤结构的灵活设计可以获得许多独特的特性，例如无波长截止的单模传输，色散和非线性灵活可调性等。近年来引起了人们极大的兴趣。本论文主要研究全内反射型光子晶体光纤的色散和非线性以及带隙型光子晶体光纤的带隙特性，主要研究内容如下：1 .在传输系统中，色散的控制是非常重要的，尤其是为了实现近零超平坦色散特性。本文建立了填充高折射率温度系数液体的六边形折射率引导型光子晶体光纤的数值模型，利用矢量光束传输法研究了该类光纤的几何和光学参数对色散的影响，通过对孔径、孔间距等结构参数进行优化调整，设计出了在1 . 4 6μm至1.65μm波长范围内色散系数介于0±0 . 5 ps /(nm. km)之间的超平坦色散光子晶体光纤。液体乙醇是高折射率温度系数液体，因此研究了填充物的温度特性对该类光纤的色散、有效面积和非线性等的影响。结果表明，液体填充的光子晶体光纤的光特性随着温度变化显著。色散值在短波长范围，随着温度的升高而增大，在长波长范围则减小；在整个波长范围内温度越高，模场有效面积越小，非线性越大。分析了光纤空气孔填充液体对色散、模场有效面积和非线性等的影响。结果表明，在包层孔中填充液体会让色散更平坦,也可减小光子晶体光纤的非线性系数。计算结论为设计新的光通信器件或光传感器提供了理论基础。2 .采用矢量光束传播法对包层空气孔呈正方形分布的光子晶体光纤的非线性特性进行了数值模拟，分析了光子晶体光纤的结构参量空气孔间距、空气孔直径对有效面积和非线性系数的影响。计算结果表明，光子晶体光纤的非线性特性可通过调节结构参量灵活地调整。3 .利用全矢量平面波展开法，研究了六边形和正方形结构带隙型光子晶体光纤的带隙的分布特性。得出带隙型光子晶体光纤实现空气导光的条件。理论分析和数值模拟了带隙特性随光纤结构参数变化的关系。数值结果表明：带隙宽度随着d的增大而变宽；随着Λ的增大而变窄；随着包层孔填充的折射率增大，带隙宽度增大。