光子晶体光纤具有可控的横截面微结构,相比传统光纤光子晶体光纤有着许多优良的特性。光子晶体光纤横截面上有较复杂的折射率分布,通常横截面上含有不同排列形式结构新颖的空气孔,这些气孔的尺度与光波波长大致在同一数量级并且贯穿了光子晶体光纤的整个长度,光波可以被很好地限制在光纤的芯区内传播。光子晶体光纤有着奇特的特性,如高非线性,奇异色散特性,大有效模场面积特性,高双折射性等,根据这些特性可以制作不同用途的光子晶体光纤。基于光子晶体光纤技术的色散补偿光纤和高非线性光纤具有十分优异的色散特性和非线性特性,是目前研究的热点问题。纳米团簇的尺寸处于宏观体系与微观体系之间,有着与宏微体系光学、电学和磁学特性。纳米团簇的性质与团簇的尺寸和成分密切相关,不同尺寸或者不同掺杂的团簇有着不同的性质,因此可以通过选择团簇的合适的尺寸和成分来设计特殊性能的纳米团簇材料。本论文基于数值模拟方法,以两种微纳材料作为研究对象,重点研究了它们的结构特征和带隙分布,对新奇微纳结构的研究具有一定的指导意义。本论文的主要研究内容包括：(1)利用有限元方法模拟了在横截面积一定情况下的光子晶体光纤的模式特性和传输特性,分析了色散曲线的偏移方向,得到较为平坦的光纤色散特性曲线,在1550nm处光子晶体光纤在y方向上出现零色散点,其色散曲线在至少40nm带宽内随波长线性变化,为微结构光纤的设计提供了理论指导。(2)根据密度泛函理论,利用第一性原理方法分别对半导体纳米团簇GanN(n=1～8)和Al12X (X=P,As, Sb, Bi)各种可能构型进行优化,预测了各团簇的最稳定结构,并对最稳定构型进行分析,平衡几何构型、能量和电子性质。主要以两种半导体纳米材料为研究对象,本论文讨论了它们的结构和电子性质,为研究光电子材料提供一些理论的依据。