随着光子晶体光纤理论研究的深入和制作工艺的完善,光子晶体光纤的应用领域得到了不断的拓展,并推动了光子晶体光纤的实用化进程。现在,光子晶体光纤的制作技术已经得到很大的提高,人们已经能拉制出各种结构复杂的光子晶体光纤。但是,所有理论方面的研究最终还要归于实验验证才能充分表明其正确性。本文从实验测量和数值模拟两个方面对光子晶体光纤的数值孔径和模场直径进行了研究。首先阐述了光子晶体光纤性能测试的现状,总结了传统光纤数值孔径、模场直径测量方法的优缺点。然后根据实际的需要提出了实验方案,设计用光谱仪来测量光子晶体光纤的数值孔径,在光波长为500~1 100 nm范围内研究了光波长、包层空气孔直径、孔间距等对光纤数值孔径的影响,并与多极法的理论模拟结果进行了比较。通过测得的不同光波长下的数值孔径对光纤的非线性系数、宏弯损耗、截止波长、模场面积等与光波长有关的参数进行了计算和分析。其次通过研究传统光纤模场直径的测量方法,对光子晶体光纤模场直径的测量,引入一个基于横向位移法和光斑法原理的实验系统来实现。在现有实验条件下自行搭建实验平台,测量了课题组拉制的三种不同结构的光子晶体光纤,计算了光子晶体光纤的模场直径,用CCD观察了光纤的模场分布,并用matlab程序将光纤的模场转化成三维光强分布图。最后基于光子晶体光纤结构设计灵活的特点,利用多极法对光子晶体光纤的几何结构和材料特性进行了深入的理论分析和数值计算,设计出一种新颖结构的大模面积单模掺镱光子晶体光纤,这对高功率光子晶体光纤激光器、放大器的发展具有重要意义。