自光子晶体光纤概念提出后,由于其不同于传统光纤的新奇特性和潜在的巨大应用前景,很快受到了人们的广泛关注,并成为近十年来迅速发展的研究热点。 光子晶体光纤由于其结构的复杂性,使得人们难以对其做定性或者解析分析,只能够采用各种数值计算方法进行模拟。因此光子晶体光纤的数值计算方法也成了其理论研究的一个重要内容。本文对已有的时域有限差分法作了分析,针对原方法不能处理材料色散的缺点,首次成功地引入了材料色散,并保持了原模拟方程的基本形式及其快捷计算的特点。 光子晶体光纤一个重要的特点是易于引入双折射效应。本文通过在包层中引入六角形周期排列的椭圆空气孔,同时除去中心部分的两个空气孔形成椭圆形纤芯,全局地对晶体光纤引入双折射。文中利用改进后的时域有限差分法对我们提出的椭圆双缺陷光子晶体光纤的性质进行了详细的分析,表明这种结构的光子晶体光纤具有相当高的双折射系数,可以在保偏光纤以及光纤传感等领域得到很好的应用。 基于已有的实验条件,本文开展了二项实验研究工作。首先利用平均功率较低的飞秒激光器产生的飞秒脉冲通过非线性光子晶体光纤产生超连续谱,实验分析了输出的超连续谱同输入脉冲能量的关系,及较长晶体光纤下产生超连续谱的阈值问题。其次,以PCF Sagnac环路滤波器为基础构造了可调的多波长光纤拉曼激光器,并对其传输特性进行了测量及理论模拟。通过这种激光器我们得到了四波长激光脉冲,并且产生的不同波长的激光脉冲能量可以通过泵浦光进行调节。 总之,本文在理论和实验二方面都开展了有关光子晶体光纤的课题研究,并取得了有一定学术意义的多项成果。