随着信息社会的到来，人们对信息量的需求不断提高，目前大量出现的传输速率在数兆比特每秒的图像通信、高清晰宽带网络电视(IPTV)以及高速局域网(LAN)、城域网和广域网等新业务，都促使光纤通信系统向超高速率、超大容量、超长距离的方向发展。密集波分复用(DWDM)技术就是适应这种发展而产生的。在DWDM系统中，理想的光纤应该是具有很小的衰减、适当的色散、较大的有效面积、很低的PMD、理想的弯曲特性等。实际使用的光纤很难同时满足这些要求。人们开始寻求研制新型光纤以取代常规光纤，为进一步增加光网络的容量，提升光网络的性能扫除障碍。 本文讨论的负折射率介质光子晶体光纤(NIM-PBGFs)就是其中的一种新型光纤。负折射率介质和光子晶体以其独特的光学特性，近年来引起了人们越来越多的关注，日益成为理论和实验研究的热点。在负折射率物质中电场、磁场和波矢遵从左手法则，具有反常的电磁现象，如负折射、倏逝波放大、反常多普勒效应、反常切伦可夫辐射等。PBGFs具有独特的几何结构，使得其能以独特的机理--光子带隙效应导光。独特的导光机理造就了光子晶体光纤独特的传输特性：可控的波导色散特性、理论上极低的损耗和极低的非线性效应。如果将两种材料结合之后，是否能够对光纤的损耗特性产生影响呢? 由于NIM-PBGFs具有复杂的几何结构和组成材料，电磁波理论难以得到精确的解析解，只能通过采用数值方法进行计算机仿真，对NIM-PBGFs导光特性、损耗特性进行分析研究。本文首先提出一种负折射率介质光子晶体光纤的新结构，采用平面波方法(PWM)研究NIM-PBGFs的带隙特性；在此基础上利用频域有限差分法(FDFD)研究NIM-PBGFs的损耗特性。数值分析结果表明：选择高填充率的结构、特定的缺陷尺寸和负折射率值，都能有效地减小NIM-PBGFs损耗。通过选择特定的结构参数，得到了最低损耗达到0.18dB/km、传输带宽为1220nm～4100nm的NIM-PBGFs。同时发现当晶格结构为四边形时，NIM-PBGFs具备传统PBGFs所没有的带隙导光效应。最后，研究了该光纤在WDM超长距离传输系统中的应用。研究结果表明：低损耗、高带宽的NIM-PBGFs可以显著地提高WDM系统的传输距离和通信容量，进一步减少系统复杂度。