光子晶体光纤又称为微结构光纤,结构设计灵活,使其具有无截止单模传输、灵活可控的模场面积、色散可控等传统光纤不可比拟的特性。这些特性使光子晶体光纤在光通信领域具有广阔的应用前景。光子晶体光纤可用来扩展光通信的波段,可用于色散补偿、全光开关、超连续谱产生等方面。本论文着重研究光子晶体光纤的色散与非线性特性的理论和实验,主要研究内容及创新点如下:1.理论上采用矢量波束传播法（BPM）,对不同结构参量光子晶体光纤的色散和非线性特性进行分析。根据光子晶体光纤的色散值D,有效模场面积A_eff和非线性系数γ公式,利用Matlab和R-soft软件仿真光子晶体光纤结构,分析D,γ与结构参量空气孔间距Λ、空气孔直径d之间的关系。通过不断调整光子晶体光纤结构参数,设计出一种新型高非线性、色散平坦光子晶体光纤,在接近300nm（1300nm-1600nm）波长变化范围内,色散值在+0.8～-2.4（ps/km·nm）,非线性系数都大于20（l/w·km）。2.参与基于光子晶体光纤的全光开关实验验证工作,通过实验测得光开关的消光比为21.38dB;不含信号光光路偏振控制器时,插入损耗为4.77dB;含信号光光路偏振控制器时,插入损耗为6.05dB。3.参与基于光子晶体光纤宽带色散补偿的实验验证工作。测量宽带色散补偿光纤在1520-1640nm范围内的色散值。实现在1550nm处微结构光纤可以完全补偿相当于其自身长度70倍的G.652光纤的色散。在对1550nm完全补偿的情况下,利用该微结构光纤可以在120nm（1520-1640nm）范围内,补偿其自身长度70倍的标准单模光纤,残余色散率在-2%～6%。