高精度光纤陀螺具有极其重要的军事、商业应用价值,其中高双折射光纤是核心环节,一直是科研攻坚的重点。空芯反谐振光纤（Hollow Core Anti-resonance Fiber,HC-ARF）因为其简单的包层结构,宽的传输通带,特殊的导光机理,越来受到人们的关注。通过对HC-ARF包层的设计,可以提高双折射,降低损耗,控制传输通带。另外,将HC-ARF与金属相结合,利用金属的表面等离子体共振效应,可以设计出光通信,光传感以及激光器需要的偏振滤波器件。这种偏振滤波的光器件具有较高的偏振损耗比,可替代光纤通信系统中的偏振分束器。本文设计了两种石英基的HC-ARF,对于光纤的损耗,双折射,模式和偏振滤波特性进行了深入的研究。这两种光纤在偏振保持和偏振滤波方面有优良的性能,可以为基于保偏光纤的高精度光纤陀螺和偏振滤波光器件的研究提供思路。本文的主要工作及相关研究内容如下:首先,针对高精度光纤陀螺对保偏光纤的需求,设计一种包层为半圆环的高双折射HC-ARF。所设计的高双折射HC-ARF在波长1550 nm处,x和y偏振基模的限制损耗分别为1.76 d B/m和0.93 d B/m,双折射可以达到1×10-4,并且双折射大于10-4的波长范围达到60 nm。如果牺牲光纤的限制损耗在1550 nm处,双折射最大能达到1.6×10-4。HC-ARF具有良好的弯曲特性,在弯曲半径大于5 cm时,向x方向弯曲时,y偏振基模的弯曲损耗低于1 d B/m。可以很好应对高精度光纤陀螺的要求,并且针对所设计高双折射HC-ARF的特性参数,分别对应不同特性的高精度光纤陀螺。此光纤可以拓展到其他需要偏振保持器件的应用场景。其次,针对光通信系统对偏振滤波器的需求,设计使用一种包层镀金膜的HC-ARF,通过对包层镀金膜的位置、镀金膜厚度、圆环的大小和厚度、椭圆环的大小和厚度的优化,该光纤可以实现在不同波长将x偏振的LP01,LP21,LP02模式滤除。在波长1550nm处,LP01的偏振损耗最大可到293,在波长1570 nm处,LP21的偏振损耗比最大为116,在波长1574 nm处,LP02的偏振损耗比最大为30。而且可以通过改变椭圆率对不同模式的偏振滤波波长在C波段和L波段进行调谐。该镀金膜的HC-ARF可以作为多模、多波长偏振滤波器,在偏振模复用、模分复用和波分复用的光通信系统中应用。