自从2003年实现了低传输损耗的微纳光纤的制备,微纳光纤由于其独特的光学特性引起广泛的关注。在非线性领域,微纳光纤由于其微纳量级的模场直径,与光波长量级可比拟,使得光场密度增加,而非线性阈值下降,同时大大增加了非线性系数,使得微纳光纤在非线性领域中迅速成为一个研究热点。本文主要模拟分析了微纳光纤中的四波混频效应与谐波产生过程,通过外部调控的方式,实现非线性过程的可调谐特性,并对折射率调控的二次谐波产生过程实现了实验证实。具体的工作如下：1.应变调控的椭圆微光纤四波混频效应。我们分析了具有双折射特点的椭圆微光纤的色散与非线性性质。并选择合适的微光纤尺寸,模拟分析了应变调控下的四波混频信号光的频率移动,对于长短轴比3：2的椭圆微光纤,在30 mε的应变范围内,可以实现信号光72.35 nm的大波长移动,这一特点可以被设计作为应变传感器,0-30ms的大范围内实现高达2.42 pm/μs的平均灵敏度,而对于0-5000με的较小应变范围,传感器的平均灵敏度还可以继续增加至9.72pm/με。该应变传感器结构简单,价格低廉,灵敏度高。同时还可以应用于频率转换的可调谐光源领域。2.温度调控的四波混频效应。由于光纤的热光效应,温度会影响微光纤的光学性质,我们通过对于微光纤加热,从25℃到100℃,研究了微光纤色散的变化,我们可以看出色散曲线只发生了微小的改变,使得零色散波长移动了0.04nm／℃,但是却能在合适直径的微光纤四波混频过程中引起较大的改变,从25℃到100℃,斯托克斯光移动21 nm。对于温度调控的四波混频效应,我们同样可以作为温度传感器与可调控的频率转换光源来应用。其温度灵敏度最高达到282.7 pm／。C,比普通的光子晶体光纤模式干涉型温度传感器提高了几十倍。3.折射率调控的四波混频效应。这一部分由两种方法展开,第一种我们通过使用液体,如水、甲醇、乙醇等包裹微光纤腰区部分,改变微光纤的包层材料,来模拟分析不同折射率的包层对于微光纤四波混频的影响。我们采用在1064nm泵浦微光纤正常色散区的方法,实现较远距离的斯托克斯光产生,同时通过改变包层的方法,增加了1064 nm处匹配的微光纤直径。对于1.7微米的微光纤,通过甲醇与水这两种在1064nm处有着近似折射率的液体包层的对比分析,得到了信号光大于400 nm的移动,可见包层折射率对于微光纤四波混频的调控效果之强。第二种方法,是通过涂敷不同厚度的特氟龙涂层来达到多包层的效果,不同厚度的特氟龙涂层对于微光纤色散的改变不同,100nm与500nm的特氟龙涂层微光纤零色散波长相差400 nm以上,所以对于四波混频的调控作用也是明显的。4.折射率调控的谐波产生过程。我们同样采用的是液体包层微光纤,与特氟龙涂层的方法,调控谐波产生的匹配条件。为了强化调控的效果,特氟龙涂层应该尽可能厚,可以认为特氟龙作为唯一的包层存在。对于1064nm的泵浦光,可以使得微光纤的匹配直径增大50%-80%,对于1550 nm的泵浦光,可以使得匹配直径到达微米量级。另外我们可以通过改变溶液的浓度来增大微光纤的匹配直径,同时来连续的调控谐波产生的匹配条件。这一部分作出了实验的证明,我们通过在水包层中的微光纤滴加乙醇,来调控液体的折射率,同时使得二次谐波的匹配直径向更大的方向移动。在实验中,我们观察到了二次谐波从无到有再到无的过程,实现了二次谐波匹配条件的外部调控。总之,我们对于外部调控光纤中的非线性过程,四波混频与谐波产生进行了一定的理论与实验的分析,设计了几种不同的外部调控机制,相信这会对可调谐的频率转换过程的未来发展有一定的借鉴意义。