随着计算机、信息技术的普及和迅速发展，人们对信息的快速获取和网络容量的要求与日俱增。在电子线路已经发展到极限的今天，科学家们把注意力转向了光。虽然光纤的发展和使用已经迈出了可喜的一步，但是对于信息的输入与输出，大多数传统光纤依靠的仍然是传统电子器件，这大大限制了信息的传输效率。并且传统光纤的传输特性受到损耗、色散和非线性效应的限制和影响，为了扭转这一局面，人们开始寻求研制新型光纤以取代常规光纤。光子晶体光纤(PCF)以其优越的传输性能受到人们的广泛关注。各种结构类型的PCF先后被提出来。普通的TIR-PCF从横截面来看，光纤的纤芯区是石英，包层的空气孔呈三角形排列，遵从全内反射导光机制。 本文从这种结构的PCF入手，研究了它的模场分布、包层折射率以及色散特性，并在此基础上提出了大空气孔这个极限条件，并在该条件下研究了它的色散特性。最后研究了对称缺陷这种新型PCF的模场分布和色散特性，并对这种结构的新型光纤的提出了可能的应用场合。鉴于光子晶体光纤复杂的结构，无法从Maxwell方程出发得到精确的解析解，只能通过数值计算的方法对PCF进行计算机模拟仿真进行分析和研究。时域有限差分法(FDTD)具有计算简便、通用性和适用性强、节约计算时间和存储空间的优势。故本论文采用FDTD方法对普通、大空气孔以及对称缺陷TIR-PCF的传输特性进行研究，包括包层折射率、模场分布以及色散曲线。从仿真的数值结果来看，大空气孔TIR-PCF具有短波区域大峰值反常色散和通信波段的大负色散补偿特性，而对称缺陷TIR-PCF在通信波段具有近零色散平坦的特性，可用来制作近零色散平坦光纤。本文的最后探讨了PCF在超连续谱、光孤子传输、光开关、光放大器以及其它方面的应用，并对PCF良好的应用前景进行了展望。