光子晶体光纤是一种由周期性排列的规则空气孔组成的带有线缺陷的二维光子晶体光纤，可以将光限制在缺陷中传播。近年来由于其独特的光学特性和灵活的结构设计而受到广泛关注。多芯光子晶体光纤因其具有多个纤芯，可以实现更大的模场面积以及更新颖的导光特性,因而在光纤定向偶合器、光纤激光器、波分复用器等方面具有巨大的应用潜力，并成为新一代光电子功能器件研究领域中的焦点，因此基于多芯光子晶体光纤特性的理论研究具有重要的现实意义。本文以正方形五芯光子晶体光纤和三角形七芯光子晶体光纤为例，探究了其结构参数对耦合特性、同相位模光强分布、模间色散以及限制损耗的影响，为制作基于多芯光子晶体光纤的光器件提供理论依据。本文研究内容如下：研究基于全反射型正方形排列的五芯光子晶体光纤的耦合特性，从耦合模理论方程解出该结构光纤的本征值和本征矢，根据其五个超模的特性研究模式和耦合特性之间的关系，给出耦合长度的计算方法。利用全矢量有限元法详细分析了基于正方形排列的五芯光子晶体光纤结构参数对耦合特性的影响，为合理设计基于多芯光子晶体光纤的定向耦合器提供理论依据。其次利用全矢量有限元法对三角形排列的七芯光子晶体光纤进行数值模拟，分析不同工作波长以及光纤结构对光场强度分布的影响，通过调整光纤结构实现各个纤芯同相位模具有一致的光强度，达到模式整形的目的。为了消除七芯光子晶体光纤中的模间色散，通过纤芯掺杂使得七芯光子晶体光纤在通信波段1.31μm和1.55μm模间色散为零，并研究了纤芯大小和掺杂浓度对零模间色散波长的影响。在此基础上讨论了零模间色散七芯光子晶体光纤的模式整形，调整结构使得模间色散为零的波长处实现同相位模在各个纤芯的均匀分布，使得入射光模间互不干扰的同时有效吸收抽运光，提高输出功率。最后研究包层层数对限制损耗的影响，通过增加层数可以使得限制损耗的数量级达到10-7dB/m，并分析纤芯大小、纤芯折射率以及空气填充率对限制损耗的影响，为制作低损耗光纤提供理论依据。本文研究能为多芯光子晶体光纤的设计提供理论依据，同时对基于多芯光子晶体光纤的光电子功能器件的研究具有一定的借鉴意义。