光子晶体光纤（photonic crystal fiber, PCF）是一种横截面由波长量级的微小空气孔周期排列构成的新型光纤，因其优异的特性引起越来越广泛的关注。人们常常通过灵活地设计其结构，实现对其模场分布、色散、双折射及非线性的优化，如利用光纤几何结构的不对称性形成高双折射PCFs。本文的主要内容如下：由于几何结构的不对称往往导致模场不对称，使其不易与其它光纤及器件耦合，造成高双折射与高对称模场很难同时实现。基于此，本文设计一种具有高对称性模场分布，同时具有高双折射特性的光子晶体光纤结构，其由尺寸相同的椭圆空气孔菱形排列组成。利用全矢量有限元法对该种结构光子晶体光纤的基模模场分布、有效模场面积、双折射以及色散进行数值分析，所得结果与相同结构参数的圆形空气孔光子晶体光纤进行比较。这两种光纤的模场均具有高对称性，近似圆形，使其易于与光器件中其它光纤耦合。同时实现高双折射，椭圆空气孔光子晶体光纤的双折射可达10-3。基于光子晶体光纤的优良特性，本文利用其高双折射特性提出一种光外差法产生微波。采用全矢量有限元法设计一种高双折射光子晶体光纤，其双折射为2.085×10-3。理论分析和仿真结果表明，随着连续脉冲激光的入射，微波信号的频率在一定范围内正比于双折射的程度。当双折射程度为1.94×10^-4的奇数倍时，微波频率可达到最大值25.91GHz；当双折射程度为1.94×10^-4的偶数倍时，偏振模匹配，微波频率消失，仿真结果验证结论的正确性。