光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF）由于其能够打破传统光纤的固有限制、实现前所未有的光学性能,而被广泛研究并应用于高功率光纤激光和放大、超连续光产生、光纤传感、色散控制等多个领域中。PCF的光学表现强烈依赖于其结构设计。然而,针对不同应用场景,通过实验方法制备不同结构PCF以确定最终设计方案是不可取的,通常需要消耗大量的时间和人力物力。因此,对PCF结构进行仿真计算,探究PCF的背景材料、空气孔排布、空气孔尺寸和孔间距等结构参数对其光学性能的影响规律,具有十分重要的意义。针对表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）和受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering,SBS）这两种应用场景,本论文对PCF结构进行了仿真设计,并研究了不同结构参数对PCF光学表现的影响,以提升相关性能。本论文所完成的主要工作有:（1）基于SPR效应,设计了一种具有开环结构的D型PCF-SPR低折射率传感器。在该结构中,金膜涂覆于开环结构的内表面,用以激发等离子体模式,同时减小涂覆面积、简化制备流程、降低生产成本。此外,开环结构与附近包层空气孔共同作用,构建出两个能量传输通道,用于促进纤芯能量向等离子体模式的泄漏,增强SPR共振效应。通过仿真研究,实现了在1.20¹.29范围内的低折射率传感。当分析物折射率为1.29时,传感器的光谱灵敏度为11055 nm/RIU,分辨率高达9.05×10^-6 RIU。（2）基于SBS效应,提出并验证了PCF中SBS效应的仿真建模方法。通过对双包层As₂Se₃ PCF中的光学与声学模式进行完整的模式仿真,分析了其SBS散射特性,并探究了不同结构参数对布里渊增益谱线的影响。研究表明,双包层As₂Se₃ PCF的布里渊增益谱呈现多峰结构,其布里渊增益高出纯石英PCF约320多倍。当PCF的内包层空气孔直径增加或空气孔周期减小时,布里渊阈值减小,SBS效应得到增强,增益谱线上出现明显的次峰。PCF的外包层空气孔直径对布里渊增益特性几乎没有影响。