液芯光纤以其很小的弯曲半径,良好的散热性,很高的掺杂浓度,被广泛应用于通信,医疗和传感等很多方面。近年来人们研究利用光子晶体光纤填充液体作为液芯光子晶体光纤的应用成为研究的热点。本文将利用光子晶体光纤填充溶液,研究光子晶体光纤的液体填充特性、填充制备、后端面处理和作为光纤锁模器件在激光器中的应用。本文主要研究工作围绕着:理论上,分析了空芯光子晶体光纤和双芯光纤填充的优势、填充溶液的方法。从原理方面对增益掺杂光子晶体光纤和锁模启动元件两部分进行了数学描述。其中对增益掺杂光子晶体光纤的描述包含其模式特性和传输特性两个方面。为液芯光子晶体光纤作为光纤锁模器件的理论和实验研究奠定了基础。首次提出把双液芯光子晶体光纤作为锁模启动元件的锁模激光器,进行了仿真模拟,基于双芯光子晶体光纤的非线性耦合特性,得到了输出脉冲的压缩。实现了在低功率下,从一个纤芯入射的功率在耦合作用下经过一个耦合长度后从相邻的纤芯输出;在高功率下,由于非线性作用改变了入射光纤的折射率,纤芯之间的相位失配增加,从一个纤芯入射的功率保持在这个纤芯中传输,满足可饱和吸收作用。仿真设计了腔型结构,把双液芯光子晶体光纤作为可饱和吸收体,模拟腔内动力学过程,得到稳定的锁模输出。分析研究了双芯光子晶体光纤非线性模式耦合和光纤长度对锁模的影响,得到了光纤长度与线性耦合长度不是整数倍,实现自启动和稳定的锁模,当光纤长度远大于线性耦合长度时,需要滤波器来稳定锁模运转。实验上,利用普通熔接机放电对光纤塌陷进行选择性填充,通过不同光子晶体光纤之间的塌陷对比得到放电塌陷参数,并对空芯光子晶体光纤和双芯光子晶体光纤进行了选择性填。利用虹吸法填充溶液,截断法观测纤芯液体填充是否均匀,最后对光纤端面进行后处理,如对填充后的光纤进行塌陷、研磨等,这大大增加了光纤端面的平整度,提高了耦合效率和出射光斑质量。为了对制备的液芯光子晶体光纤器件进行验证,把制备的液芯光纤进行空间光耦合输出,得到了很好光斑质量输出。综上,在理论和实验研究的基础上,有望进一步把制备的液芯光子晶体光纤作为光纤器件运用到探索可见光波段的放大器和振荡器,并得到光波段的拓展及锁模器件的广泛应用。