光子晶体光纤具有很多传统光纤无法比拟的优良特性，成为近年来人们广泛研究的一个光学分支。论文主要用多极法对微结构芯光子晶体光纤的色散、损耗和非线性等特性随光纤的结构参数变化的关系进行数值模拟，并对它们之间的关系进行分析和研究。根据得到的规律，设计出两种微结构芯光子晶体光纤。首先，对课题的研究背景和意义，光子晶体光纤的分类和应用以及微结构芯光子晶体光纤的研究进展进行简要介绍，并对多极法的原理、推导过程以及适用条件进行系统的阐述。其次，在双包层近零色散平坦光子晶体光纤的纤芯中心处引入一个掺锗的高折射率棒及一层空气孔，利用多极法对该光纤的色散、限制损耗和有效模面积等特性随掺杂棒和空气孔的直径以及二者之间的间距变化而变化的关系进行数值模拟。最终分析研究得到这些特性随微结构芯的结构参数变化的规律。再次，在双包层八边形光子晶体光纤的纤芯中心处引入一个空气孔，对该光纤的色散、限制损耗和有效模面积等特性随中心孔、内外包层的空气孔直径、孔间距的变化而变化的关系进行数值模拟。最终分析研究得到这些特性随光纤结构参数变化的规律。最后，根据得到的微结构芯光子晶体光纤的光学特性随微结构芯的结构参数变化的规律，设计出具有微结构芯的正常色散值较小的六边形色散平坦光子晶体光纤和八边形近零色散平坦光子晶体光纤，并对它们的损耗和有效模面积特性进行数值分析，得到低损耗特性和相对较大的非线性系数。