特种光纤是区别于国际通信标准光纤的特殊性能和用途的光纤,其材料掺杂、结构设计、工艺、传输波长、光学性能、机械和环境性能都具有特殊性,可以应用于通信、传感、电力、石油化工和军事等各个领域。本文的研究涉及到的光子晶体光纤和实芯光纤就属于特种光纤的范畴。将特种光纤与表面等离子体共振（SPR）技术相结合,既可以得到灵敏度高、探测范围宽、体积小易于集成的可实时遥测的传感器,又可以得到消光比高、体积小、易于与现代通信系统集成的偏振滤波器。本文基于光波导和表面等离子体共振理论,设计了一种基于SPR效应的双层金属镀膜的光子晶体光纤偏振滤波器,在实芯光纤的外表面镀双层金属膜实现了一种基于SPR效应的液体折射率传感器,双层金属膜的引入能够调节或增强SPR效应并进一步提升偏振滤波器和传感器的性能。本文的主要研究工作如下:首先,给出了光纤中倏逝波传输和SPR的基本原理,提出了双层金属膜镀膜模型并分析了其中SPR效应激发的特点,为基于SPR效应的双层金属膜光子晶体光纤偏振滤波器和实芯光纤折射率传感器的研究奠定了理论基础。其次,设计了一种基于SPR效应的银金双层金属膜光子晶体光纤偏振滤波器,双层金属膜的引入不仅能够增强SPR效应而且可以调节共振峰对应的波长,在不调整光子晶体光纤空气孔间距和直径等结构参数的情况下,只需对气孔中的双层金属膜参数进行调整就可以对偏振滤波器的性能进行优化。数值模拟结果显示:仅改变双层金属膜的厚度,该滤波器便可以在1420-1700nm和1320-1590nm的波长区间实现x偏振和y偏振方向的双通道滤波。当金层厚度为4.5nm,银层厚度为18nm时,滤波器在1430nm的消光比高达444.1d B。最后,利用银镜反应和铜镜反应在实验室自制的实芯无气孔光纤外侧沉积银膜和铜膜,设计并制备出一种基于SPR效应的双层金属外覆膜实芯光纤折射率传感器。由于这种实芯光纤结构的特殊性,集中于环形石英区的光场很容易与外侧沉积的双层金属膜发生作用,进一步实现液体折射率检测并提高其分辨率。实验结果表明,在1.3328-1.3853折射率范围内,利用沉积银膜的实芯光纤传感器进行检测时最大波长灵敏度为2849nm/RIU;若保持其它传感检测条件不变,利用沉积银铜双层膜的实芯光纤传感器进行检测时最大波长灵敏度为3958nm/RIU。因此,通过沉积双层金属膜可以使传感器的灵敏度得到明显的提升。