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光纤在当代通信网络中起着支柱的作用,光子晶体光纤因其具有独特的性质和近乎完美的传光特性,成为当前光学领域的热门研究课题。光子晶体光纤(PCF)在其结构中分布有空气孔,超越了普通光纤,具有无截止单模传输、灵活可控的色散以及非寻常的非线性效应等特性。这些光纤特有的特性,使得其应用范围大大增加,拓展了强场物理学、超快激光光学、光通信等领域的新进展。本文以七芯准光子晶体光纤的模式特性为主要研究对象,主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)本文叙述了光子晶体光纤的研究背景及概况,并对光子晶体光纤的传输特性进行了分析,如无截止单模传输、可控色散、灵活的非线性以及双折射等,简单描述了准光子晶体光纤和多芯光子晶体光纤。(2)介绍了几种用于光子晶体光纤的数值模拟方法,如有效折射率法、多极法、平面波展开法、有限元法和时域有限差分法等,并针对优缺点进行了比较,对本文中所使用的光子晶体光纤特性数据分析软件进行了详细讨论。(3)以双波导的模式耦合为出发点,理论推导了多芯光子晶体光纤中的耦合模方程,计算和分析了七芯光纤中的超模特性,得出各个超模的近场和远场分布。选取七芯光子晶体光纤中的同相位超模,通过改变中间纤芯和其他6个纤芯的结构对同相位超模进行模式整形,实现均匀分布的同相位超模。(4)采用一种新型的七芯准光子晶体光纤结构,开展了七芯准光子晶体光纤模式特性的仿真实验研究。利用有限元法对多芯结构进行模式数值分析,得到与纤芯个数相同的超模模式分布,从中选定各个纤芯模式相位相同的同相位超模模式,采用FDTD时域有限差分法验证同相位超模的远场分布。分析了影响同相位超模输出的因素,改变纤芯周围的结构对七个纤芯的模式进行模式优化,实现七个纤芯等幅同相位超模的输出,得到所设计光纤的精确参数值。所设计的光纤结构呈现的模式均匀分布特性将在高功率多芯激光器和放大器等方面具有很明显的应用前景。