光子晶体光纤具有许多优于传统光纤的特性,双折射是其重要特性之一。本论文从理论上和实验上分别对双折射光子晶体光纤进行了研究,主要内容包括:首先,设计了两种具有高双折射特性的单芯光子晶体光纤:第一种是压缩晶格结构的光子晶体光纤,它属于全局双折射,提出了一个表征晶格压缩程度的概念——压缩率SR,并利用多极法研究了压缩率对双折射的影响;第二种是具有高双折射特性的八边形结构的光子晶体光纤,它属于非全局双折射,利用多极法对光纤基模的模场分布、色散、限制损耗、双折射及拍长进行了模拟,并讨论了结构参数的改变对双折射的影响,最后与相同结构参数的六边形光子晶体光纤进行了比较,得到八边形结构的优越性。其次,设计了一种具有高双折射特性的双芯光子晶体光纤,利用多极法对光纤的模场分布、色散、双折射及耦合特性进行了模拟,并讨论了结构参数的改变对光纤特性的影响。然后设计了一种三芯的光子晶体光纤偏振分束器,采用改进的全矢光束传播法对其进行模拟,证实了在波长1 550 nm处该偏振分束器经过1 500μm长度的传输即可实现x、y偏振光的分离。最后,对保偏光纤的特性参数——偏振串音进行了实验测量。设计了一套新颖的测量偏振串音的实验方案,并对两种光纤样品进行了测量,分析了实验误差的来源,以及对实验中存在的问题提出了相应的解决方案。