光子晶体光纤作为目前光电子器件领域的研究热点之一,除了它的导光机制、制备方法和基本性质等被广泛研究外,它的应用也逐渐成为研究的焦点;本文主要从理论和实验两方面研究光子晶体光纤的气体传感特性。首先,对实芯光子晶体光纤气体传感理论进行了分析,发现气孔中的光功率占总功率的比是一个影响灵敏度的重要参数。数值模拟了实芯光子晶体光纤气孔中光功率占总功率的比与光纤参数之间的关系,并分析了它的限制损耗与光纤参数之间的关系,为设计高灵敏度的光纤气体传感器提供了理论基础。其次,通过对空芯光子晶体光纤带隙特性的理论研究,发现如果某一波段的光落入光纤的光子带隙中就会使纤芯中的光功率比极大地增强,利用带隙型光子晶体光纤进行气体传感有望得到比实芯光子晶体光纤更高的传感灵敏度,着重讨论了空芯光子晶体光纤带隙特性对气体传感的理论意义;同时提出了表示带隙的另一种新方法-纤芯中光功率占总功率的比。对空芯带隙理论的系统分析为将空芯光子晶体光纤应用于气体传感奠定一定的理论基础。最后,在传感检测实验方面,利用空芯光子晶体光纤针对甲烷气体进行了实验。由于甲烷气体在1600nm附近有很强的吸收峰,可以根据此处的吸收谱线判断它是否存在。实验中分别检测了光在通过光子晶体光纤时没有甲烷气体和有甲烷气体时的透射谱线,得到了与理论相对应的吸收峰。