3~20μm光谱范围的中红外激光在光谱学、遥感、医学、环境保护、激光切割、激光雷达和激光武器等领域的应用前景，使得该波段的高功率光纤激光器及放大器成为了国内和国外研究者的研究热点。为了克服石英材料的传输波长限制和高功率密度引起的非线性效应、光热损伤等限制，硫系大模场光子晶体光纤将成为中红外高功率光纤激光器及放大器的良好载体，其设计、制备以及传输特性的研究受到研究者的广泛关注。本文从理论和实验制备两个方面仔细研究了硫系大模场光子晶体光纤。理论上，重点研究了大模场光子晶体光纤实现方法，采用多极法和光束传播法设计了两种大模场光子晶体光纤结构，得到了较大的模场面积，通过理论模拟设计结果指导实验制备。实验制备上，仔细地研究了硫系玻璃的光学、热学特性以及机械性能，确定Ge20Sb15S65组分的硫系玻璃作为光子晶体光纤理想基质材料，重点研究了硫系光子晶体光纤预制棒制备和拉制工艺，并采用本课题组研究的制备工艺拉制了不同结构的硫系大模场光子晶体光纤。采用自主搭建的光纤测试平台测试了本文制备的光纤，其传输损耗约2-3dB/m，模场面积为2000μm2。第一章绪论简要的概述了光子晶体光纤的特点、传输机理，介绍了硫系玻璃的特性、大模场光子晶体光纤的研究进展、实现方法及其应用。本章末也重点指出了本课题的研究的意义和内容。第二章介绍了本文中数值模拟用到的多极法和光束传播法，并作了简单的推导。第三章提出了一种新型单模大模场红外光子晶体光纤设计思路，并且探索了增大高阶模损耗的方法。并提出一种以无As环保型Ge20Sb15Se65硫系玻璃为基质的单模传输、低限制损耗的新型超大模场光子晶体光纤，其在λ=10.6μm处基模限制损耗远低于0.1dB/m，高阶模限制损耗约2dB/m，模场面积约13333μm2。第四章模拟设计了一种基于Ge20Sb15S65硫系玻璃的七芯大模场光子晶体光纤，通过调整光纤的结构参数，可实现相位锁定和模式整形。通过控制光纤的结构参数，获得了模场面积为1962μm2七芯光子晶体光纤，该光纤可以减少红外光谱范围的非线性损伤。最后，对以上多芯光纤进行了相干合成研究，其远场光束具有高亮度和高光束质量特性，远场输出光束强度约为单芯的49倍，Mx2=1.350，My2=1.295。第五章详细地介绍了硫系玻璃的制备过程和测试方法，并测试和分析了Ge20Sb15S65组分玻璃的光学、热学以及机械性能。第六章深入研究了机械钻孔法制备硫系光纤预制棒的工艺，采用自主设计的高精度机械钻孔装置，制备了一系列不同结构的硫系光子晶体光纤预制棒。第七章详细地研究了硫系光子晶体光纤的拉制工艺，在430℃、4.35℃、465℃等温度下制备了硫系光子晶体光纤，并对以上各温度下光纤拉制后剩余的废料进行了透过光谱和X射线衍射研究，证明该硫系玻璃组分具有良好光学和热学性能，是一种理想红外光纤材料；在430℃温度下拉制了不同结构的光纤，并对光纤进行了近场和传输损耗测试，损耗约2-3dB/m。第八章，罗列了本论文总结的研究工作结论，指出了本课题研究工作的不足和亟待进一步完善的方面。