光子晶体光纤是一种由单一材料构成的光纤,它的横截面是按周期性排列的空气孔。因为其结构设计上的灵活性,展现出了传统光纤无法比拟的优越特性,成为研究热点。根据导光机理的不同,光子晶体光纤分为全内反射型光子晶体光纤和光子带隙型光子晶体光纤,对于前者的研究已比较完善,而对后者的研究则相对较少,且后者的传输特性对其结构具有很强的依赖性,因此,研究光子带隙型光子晶体光纤的纤芯结构对其传输特性的影响具有重要的现实意义。本文研究一种现实可拉制的高占空比空芯光子晶体光纤,这种光纤包层为按三角晶格排列的圆化六边形,中心处去掉7根玻璃管构成纤芯,并且在纤芯与包层交界面处引入一个圆化的十二边形石英环。首先改变该种光纤的纤芯半径、石英环厚度,研究它们对光纤中表面模、损耗、带宽的影响;然后,系统研究不同纤芯半径、石英环厚度对该种光纤基模的有效折射率、波导色散、有效模面积、非线性效应的影响;最后,研究空芯光子晶体光纤能否忽略材料效应及材料效应对哪些特性有影响。通过研究发现,空芯光子晶体光纤的纤芯半径和石英环厚度对光纤的低损耗传输有重要影响,当纤芯半径较小时,光纤的低损耗带宽较窄,随着纤芯半径的增大,低损耗带宽增大,但是当纤芯半径过大或过小时,都会严重降低光纤的低损耗带宽。还可以通过改变纤芯中石英环的厚度来进一步增大光纤的低损耗带宽。最后得出了实现低损耗传输的最佳纤芯半径和石英环厚度。同时发现,纤芯半径和石英环厚度对空芯光子晶体光纤的传输特性也有重要影响,当增大光纤的纤芯半径和石英环厚度时,可以发现光纤基模的有效折射率增大;零色散点向长波长方向移动;有效模面积增大;非线性系数减小。对于高占比的空芯光子晶体光纤而言,材料效应对有效模折射率、色散影响很小,可以忽略;在带隙边缘处,材料效应对空芯光子晶体光纤的非线性效应影响很大,在计算时,必须予以考虑。