随着光纤通信、光纤传感技术、光纤CATV、局域网、光纤用户网以及精密测试系统等的迅速发展,对耦合器的需求会进一步地增大。而宽带耦合器作为其中一个重要的部分,已日益成为新一代耦合器的基本要求。光子晶体光纤由于其结构的灵活性以及优越的特性,为设计出各种性能优异的光学器件提供了可能。其中PCF耦合器就是一个研究的热点,新型PCF耦合器具有对偏振不敏感、耦合长度短、波长平坦等诸多特性。本文主要对宽带PCF耦合器展开的研究讨论,从光子晶体光纤的概念入手,光子晶体光纤是基于光子晶体技术发展起来的新一代光纤,具有普通光纤无法比拟的特性,如无截止单模传输、可控色散、灵活的非线性以及高双折射等。然后对PCF耦合器的耦合理论进行了讨论分析,为PCF宽带耦合器的设计提供了理论基础。其次简单介绍了几种用于光子晶体光纤的数值模拟方法,例如平面波展开法、有效折射率法、超元胞晶格法、有限差分法、有限元法、光束传播法等等,并对这些模拟软件的优缺点进行了比较,还对本文中所使用的Matlab和Origin两种数值分析软件进行了简单的介绍。然后在此基础上提出了一种对双芯掺氟PCF耦合器的优化设计方案。本文还通过使用光束传播法对该PCF的结构进行了模拟,结果显示在波长1.3μm-1.7μm的范围内耦合比稳定在50%±0.5%,体现了较好的波长平坦特性。同时该耦合器还具有耦合长度短,对工艺容差不敏感以及引入新的耦合损耗等优点。最后还提出了一种一分三多端口耦合器的设计,并通过光束传播法对其耦合过程进行了数值模拟,结果显示该耦合器可以作为一分三的功分器,并且在1.1μm-1.8μm的波长范围内耦合长度不会随着波长的变化发生大幅度的改变,体现了较好的宽带特性,为多端口宽带耦合器的研究设计提供了一点理论支持。文章的最后在总结的基础上,提出了关于以后工作研究的几点设想。尽管PCF耦合器的制作过程非常复杂,但我们相信随着制作工艺的不断成熟以及制作成本的降低,PCF宽带耦合器一定能在光纤通信系统中发挥重要的作用。