1、光子晶體光纖具有與傳統(tǒng)光纖不同的優(yōu)良特性，例如高雙折射、高非線性、色散可控和無限單模傳輸?shù)忍攸c，其在光信號傳輸、光傳感等領域具有無可比擬的優(yōu)越性，而且隨著光子晶體光纖應用領域的不斷擴展，新型光子晶體光纖的設計、分析和應用成為近年來熱門研究領域之一。本論文采用精確的數(shù)值計算方法對新型光子晶體光纖的特性進行計算，并在此基礎上對其應用進行了深入系統(tǒng)的研究，其主要獲得的研究成果包括:
　　(1)提出一種新型全內(nèi)反射雙芯光子晶體光纖，基于該

2、光纖設計了一種寬帶、高消光比的短長度偏振分束器，利用有限元法精確計算了光纖結(jié)構參數(shù)對偏振分束器性能的影響。通過優(yōu)化結(jié)構參數(shù)，該偏振分束器在1.55μm波長處獲得很高的消光比(118.7dB)，消光比大于20dB的帶寬約249nm(1417nm-1666nm)，覆蓋了全部S+C+L通信波段，同時，獲得這些優(yōu)良特性所需的光纖長度僅為119.1μm。該偏振分束器在促進光通信系統(tǒng)大容量和集成化發(fā)展中具有潛在的應用。
　　(2)將液晶填充到

3、以硅玻璃為背景材料的簡單結(jié)構光子晶體光纖包層空氣孔中，改變了光子晶體光纖的導光機制，因液晶材料的折射率與外界條件（溫度和電場)密切相關，所以利用平面波展開法研究了外界條件對光子晶體光纖帶隙的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)當光子晶體光纖的結(jié)構參數(shù)和外界條件合適的情況下，不同偏振方向的光可以在不同的帶隙范圍內(nèi)進行傳輸，進而提出一種基于PBG導光機制的偏振分束器，并對其性能進行了精確計算。結(jié)果表明，通過設置合適的結(jié)構參數(shù)，該分束器了實現(xiàn)短長度(890.5

4、μm)和寬帶寬(約150nm)性能，除此外，該分束器具有優(yōu)良的抗電磁干擾性能，而且其對外界溫度的變化具有一定的敏感性，可以應用于溫度傳感領域。
　　(3)提出了一種新型全圓空氣孔結(jié)構的非對稱雙芯光子晶體光纖，以諧振耦合原理為基礎，詳細分析了結(jié)構參數(shù)對相位匹配波長的影響，通過調(diào)整其結(jié)構參數(shù)在1.55μm處實現(xiàn)了諧振耦合，其后將該光纖應用在光濾波領域，并利用光束傳播法對濾波器的輸出譜特性進行分析。數(shù)值計算結(jié)果表明，濾波器的輸出特性幾乎

5、與輸入端口的選擇無關，通過采用合適的結(jié)構參數(shù)，該濾波器可以實現(xiàn)短長度(1.83mm)、低旁瓣和窄帶寬(58nm)性能，其將在集成光通信系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
　　(4)采用As2Se3作為光子晶體光纖的背景材料，研究了結(jié)構參數(shù)對光子晶體光纖色散、非線性和限制損耗等性能的影響，在中紅外波段設計了一種全正常色散值的高非線性色散平坦PCF。通過求解非線性薛定諤方程建立超連續(xù)譜產(chǎn)生的數(shù)值模型，詳細分析了超短脈沖在正常色散光纖中的展寬機制，其