随着研究人员对石英光子晶体光纤理论研究、特性分析、制作方法等方面的研究不断深入，石英光子晶体光纤的相关理论不断完善，研究人员逐渐将目光转向非石英光子晶体光纤的研究。非石英材料与石英材料相比，扩大了传输波段的范围、具有更高的非线性系数、更大的稀土离子溶解度、更低的熔点等优势。与传统双芯光纤相比，双芯光子晶体光纤由于具有结构设计灵活、制作过程相当简单等优势，在耦合器、分束器、波分复用器、光开关等实际应用领域具有极大的潜在应用价值。本文的主要工作为：采用全矢量有限元法和光束传播法对双芯光子晶体光纤进行了理论研究和特性分析，应用COMSOL Multiphysics和RSoft软件对双芯光子晶体光纤进行数学建模，对双芯光子晶体光纤的耦合特性、高双折射特性等方面进行了深入研究。以耦合模式理论为基础，设计了一种SF6玻璃双芯光子晶体光纤，通过在纤芯附近区域引入一对椭圆孔而获得较高的双折射，对其耦合特性和高双折射特性进行了数值分析，分析结果表明：光纤的双折射会随孔间距的逐渐增加而不断减小，但光纤的耦合长度则会随着孔间距的逐渐增大不断增大；光纤的双折射会随着椭圆率的逐渐增加而不断增大，光纤的耦合长度则会随着椭圆率的逐渐增大而逐渐减小；光纤的双折射会随着纤芯间空气孔直径的减小而不断降低，光纤的耦合长度会随纤芯间空气孔直径的逐渐减小而不断减小。优化光纤结构，获得了一种同时具有高双折射和较短耦合长度的双芯光纤。分析了一种碲玻璃八边形双芯光子晶体光纤的特性，数值分析了孔间距、空气孔直径、纤芯间椭圆孔的椭圆率对耦合长度的影响，分析结果表明：减小孔间距，孔间距可明显减小耦合长度，但略微改变相对耦合长度；增大空气孔及椭圆率可略微增大耦合长度，但明显增大相对耦合长度。本文根据上述结论，通过优化结构设计了综合性能较为理想的偏振分束器。此外，本文根据相似原理设计了SF6玻璃偏振分束器，并与碲玻璃偏振分束器进行了性能比较。