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近年来随着光子晶体光纤的成功拉制,对光子晶体光纤的研究已成为热点。光子晶体光纤也称为微结构光纤,因其结构设计灵活,可调参数众多,使得光子晶体光纤具有传统光纤无法企及的优越特性,诸如无截止的单模传输特性、模场面积可调特性、可调控的色散特性、高非线性特性等。本文主要研究光子晶体光纤的高双折射特性,高双折射特性是光子晶体光纤优于传统光纤的重要特性之一。随着光子晶体光纤理论分析方法的成熟,各种各样二维横截端面的高双折射光子晶体光纤不断涌现。高双折射光子晶体光纤在光信息传输中,逐渐实现系统小型化。因此,研究光子晶体光纤的高双折射特性具有重要意义,设计新型的高双折射光子晶体光纤也是大势所需。首先,本文综述了光子晶体光纤的有关特性、分类、高双折射光子晶体光纤的研究现状。简要介绍了光子晶体光纤的几种理论分析方法,并且重点阐述了有限元法及其有限元分析软件Comsol Multiphysics。其次,设计了一种双芯高双折射光子晶体光纤,其双折射在波长1550 nm处达到了1.65×10-2,比普通的光子晶体光纤的双折射数值高出了一个数量级。并用Comsol Multiphysics软件对该光纤进行了仿真模拟,对其双折射特性进行深入细致的分析。除此之外,还分析了该光纤的其它特性,如模场面积特性和非线性系数特性等。其次,本文还设计了一种高非线性大负色散高双折射光子晶体光纤,其高非线性特性在非线性光学的很多方面都有应用,如在超连续谱中的应用,其负色散特性可以用来作为传输光纤的色散补偿光纤。该光纤在波长1550 nm处,其双折射、非线性系数、色散分别达到了B=9.23×10-2、γx=2852 W-1?km-1、γy=3695 W-1?km-1、Dx=336466 ps?nm-1?km-1、Dy=340975 ps?nm-1?km-1,其值均远远高于普通的光子晶体光纤的数值。本文对该光纤进行了COMSOL仿真结果分析,并且对其双折射特性、非线性特性、色散特性分别进行了详细的分析与讨论。本文设计了两种高双折射光子晶体光纤。系统的理论介绍,详细的数值模拟过程,以及严密的光纤特性分析,对设计高双折射光子晶体光纤具有一定的指导意义。