随光通信技术的不断发展、第五代移动通信技术的建设,偏振模串扰和累积的色散成为影响高速大容量信息传输的两个问题。为避免偏振模串扰需要光纤基模的两个偏振模式之间具有较大差异,目前常用双芯耦合的方式获得负色散从而实现色散补偿,但该方法难以同时使两个偏振模式均在目标波长附近与外芯模式耦合;因此,同时解决上述两个问题面临着巨大挑战。为解决上述问题,本文利用多种方式进行同时具备保偏和色散补偿特性的微结构光纤的设计,主要内容包括:首先,对课题背景及立项意义、微结构光纤的导光机理及分类、微结构光纤的特性进行简要介绍,并对保偏-色散补偿光纤的研究现状进行系统阐述;对微结构光纤的保偏特性与色散补偿特性融合的难点进行分析,并介绍主要数值研究方法;其次,通过在常规六边形双芯微结构光纤的内外纤芯中填入液晶,设计一种液晶填充的保偏-色散补偿微结构光纤,使光纤在外界电场控制下可对其液晶分子方向进行调控,使光纤达到色散补偿方向可调的效果;再次,设置两种横纵方向不同的孔间距、并采用全椭圆孔的方式压缩光纤的整体结构,设计一种压缩晶格的保偏-色散补偿微结构光纤,实现保偏和色散补偿性能的同时,也使两偏振方向在目标波长附近产生大负色散;最后,采用正八边形的结构,设计了一种基于弱耦合机理设计的宽带保偏-色散补偿微结构光纤,通过忽略第一层竖直方向上的两个空气孔并拉伸其他六个空气孔的方式构造纤芯,使内外芯模式发生弱耦合增大带宽,从而实现宽带色散补偿的目的。