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光子晶体光纤(PCF)自二十世纪问世以来,由于其结构设计的灵活性,以及优异的光学特性,受到研究者的广泛关注,被广泛应用于光通信与光器件等领域。本文主要研究了PCF在分束器与传感器中的应用,设计了一种单偏振单模PCF分束器,数值分析了其特性;设计制作了不填充与液体填充的PCF传感器,通过实验研究了其传感特性。主要内容包括:1.概述了PCF的概念、特性、分类以及应用,总结了PCF在分束器以及传感器中的应用及研究现状。2.介绍了PCF的数值研究方法,总结了PCF偏振分束器以及PCF传感器的相关原理。3.设计了一种单偏振单模PCF分束器,利用全矢量有限元法,数值仿真分析得到,当传输长度为1.67mm时,该单偏振单模PCF分束器可将1.3μm与1.55μm的x偏振光分离,在1.55μm与1.3μm处的串扰分别可达到-35dB/m与-41dB/m。波长在1.55μm和1.3μm附近,小于-20dB的串扰带宽分别可达25nm与35nm。设计的单偏振单模PCF分束器长度短、串扰较低,并且可有效抑制偏振耦合与偏振色散。4.设计制作了两种结构的PCF传感器,基于球形结构与偏芯结构级联的PCF传感器和基于两个球形结构级联的PCF传感器。基于球形与偏芯结构级联的PCF传感器通过实验分别对温度与折射率进行了测量,当温度从25℃变化到75℃时,波长从1531.56nm漂移到1531.96nm,,当折射率从1.335变化到1.37时,所对应的干涉峰的波长从1528.06nm漂移到1534.72nm,实验结果表明温度与折射率灵敏度分别可以达到8.13pm/℃和188.09nm/RIU。基于两个球形结构级联的PCF传感器通过实验也分别对温度与折射率进行了测量,当温度从25℃变化到75℃时,波长从1545.45nm漂移到1545.96nm,当折射率从1.335变化到1.37时,所对应的干涉峰的波长从1550.89nm漂移到1557.58nm,实验结果表明温度与折射率灵敏度分别可以达到9.09pm/℃和195.42nm/RIU。5.为了提高传感器的温度灵敏度,在PCF中填充了乙醇溶液,制作出了相同结构的基于两个球形结构级联的液体填充的PCF传感器,实验也分别对温度和折射率进行了测量,当温度从26℃变化到44℃时,干涉峰的波长从1551.02nm漂移到1536.22nm,当折射率从1.34变化到1.37时,干涉峰的波长从1525.95nm漂移到1530.11nm,实验结果表明温度与折射率灵敏度分别可以达到-0.802nm/℃与135.64nm/RIU。实验对比得出,乙醇填充的两个球形结构级联的PCF传感器比未填充的相同结构的PCF传感器的温度灵敏度有显著的提高。