随着光纤技术的持续、广泛、深入和快速发展，光纤应用的波段已从以硅基光纤为主的2μm以下近红外波段，向更长的中、远红外波段推进，与通信光纤不同，红外光纤以短程传递红外激光能量为主。在过去的几十年里，人们已经在红外光纤领域内开展了大量的基础性研究工作，红外光纤的应用主要集中在医用和工业CO2激光能量传输、传感器应用和功能光纤等方面。　　 目前可传输CO2激光的红外光纤存在材料损耗高、制备工艺复杂、传输性能和输出光束质量差等不足，而光子带隙型光纤(PBG-PCF)，以其独特的传输特性，解决了光传输时遇到的损耗，色散和非线性问题，引起了人们越来越多的关注。本文提出将光子带隙型光纤用于传输红外波段的CO2激光，期望弥补一般红外光纤的不足。　　 本文首先用平面波(PWM)方法仿真分析了光子晶体光纤的带隙结构，通过分析带隙图随结构参数的变化规律，调整结构使其可传输10.6μm CO2红外激光。然后通过频域有限差分法(FDFD)方法分析了其损耗特性，仿真结果表明：增加占空比，增加包层层数，选择合适的晶格常数都有助于减小损耗；利用时域有限差分法(FDTD)方法分析了红外光子晶体光纤的色散特性。仿真结果显示：占空比大于0.6的红外光子晶体光纤可满足医用短距离色散要求。接着，分析激光在空气纤芯传输时的空气击穿阈值功率，计算了不同结构红外光子晶体光纤可传输的激光功率。最后，根据带隙特性、损耗、色散、功率和实际制作工艺的要求，设计了一种传输CO2激光的光子晶体光纤。　　 本文设计的红外光子晶体光纤是横截面为三角晶格结构，占空比为0.7，晶格常数为13.5 μm，纤芯半径为13.5μm，空气孔直径为9.45μm的光子晶体光纤。该光纤可传输CO2激光，空气击穿激光阈值达到18090W，损耗为0.0547dB/m，色散为-86.45ps/nm.km，制作工艺相对简单、材料易得、成本低廉、无毒性、机械强度好，弥补了现有红外光纤的不足，在工业、医疗等方面有广泛的应用前景。