全内反射型光子晶体光纤（TIR-PCF）的选择性空气孔塌缩技术作为扩展PCF应用范围的重要技术手段之一,以及其在模场适配器、模式转化器等光学器件制作方面的特殊优势,在近年来成为国内外研究的热点。本文对PCF的选择性空气孔塌缩技术进行了详细地介绍,并对应用该技术制成的纤芯变形PCF和模式转化器进行了理论分析,以及相应的数值模拟和实验研究。主要内容包括以下几个方面:一、详细介绍了PCF选择性空气孔塌缩技术的实验装置、操作流程,并利用该技术实现了空气孔的选择性塌缩,提出了改进的措施和方向。同时对相应的拉锥和充气膨胀技术做了简要的介绍,并基于PCF的阶跃光纤近似设计了满足渐变性条件的PCF锥形结构;二、对圆形芯到矩形芯、环形芯,小纤芯到大纤芯的变形PCF中模场的传播过程进行了数值模拟,并利用选择性空气孔塌缩技术制作了四种比例的矩形芯和一种小纤芯到大纤芯、圆形芯到环形芯的变形PCF,测量了PCF纤芯变形一端的近场光斑和纤芯变形导致的能量损耗;并对拉锥与塌缩空气孔两种改变模场直径的方式进行了分析比较;三、探索了纤芯变形PCF的应用,提出了利用圆形芯到矩形芯的纤芯变形PCF连接矩形光源和普通单模光纤的方法,模拟结果显示这种连接方式相较于矩形光源和普通单模光纤直接相连的方式耦合损耗降低了3.9dB;四、利用普通单模光纤制作的非对称耦合器的理论分析了基于选择性空气孔塌缩的PCF模式转化器工作的基本原理,给出了利用选择性空气孔塌缩制作模式转化器的一般原则,并指出导致模式发生转化的是其中的双芯结构而不是K. Lai（Optics Letters, 2007, 32（4）,328-330）等人所述的圆形芯到双芯之间的突变（Splice-like）结构。并据此设计和模拟了几种空气孔塌缩变形方式的LP₀₁-LP₁₁模式转化器,模拟结果证明了该推理的合理性;五、模拟计算了LP₀₁-LP₁₁和LP₀₁-LP₀₂两种模式转化器中光场的变化过程,得到了模式消失比和模式转化过程的能量损耗;利用选择性空气孔塌缩技术制作了两种模式转化器,测量了它们的出射近场光斑形状。