光子晶体光纤作为一类新的特种光纤正在成为研究热点之一。此类光纤已经展示了很多奇特的导光特性,掀起了光纤光学的新革命。同时,应用光子晶体光纤也可以得到许多高性能的光纤型光信号处理器件,近年来吸引了国际上的广泛关注。论文采用全矢量光线传输算法研究了光子晶体光纤中的双折射。在光子晶体光纤中,人们利用空气和氧化硅之间的高折射率对比,可以得到很强的双折射。文中讨论了两种基于光子晶体光纤的高双折射保偏光纤,它们可以产生比普通保偏光纤高出一个量级的双折射。我分析了光纤结构参数和波长变化对光纤双折射的影响。特别指出的是,我实现了用入射波长来控制保偏光纤的极性。对光子晶体光纤中的双折射的研究也为我们设计基于此类光纤的偏振分裂器提供了重要的依据。论文的另一部分工作是研究光子晶体光纤中的偏振耦合。在前面研究的基础上,我们提出,通过向双芯光子晶体光纤中引入高的系统双折射,可以得到高性能的光纤型偏振分裂器。我们先后提出了应用偏振依赖耦合和偏振选择耦合原理的光子晶体光纤偏振分裂器,得到了高的消光比,极大地缩短了此类器件的长度。论文阐述了连接双芯的氧化硅桥路在实现偏振分裂中的重要作用,提出了光子晶体光纤偏振分裂器的若干设计准则。我们也设计了结构简单的偏振分裂器,从而降低了加工难度。本文的最后也简要地讨论了光子晶体光纤中的非互易耦合。