为实现多功能的全光纤集成器件,本文设计了两种基于光纤纤端悬链线结构的全光纤波前转换器和两种基于环形芯光纤的纤端偏振调控器件。通过理论计算与仿真模拟相互验证的方法分别对器件的设计理论、结构、功能作了分析,讨论了不同微结构对器件输出特性的影响,为光纤端微结构器件的后续优化打下基础。研究工作具体如下:1.全光纤悬链线波前转化器。将悬链线结构应用在光纤平台,在双包层光纤的内包层中集成一维长螺旋光纤光栅和在双包层光纤纤端集成具有二维变形悬链线纳米孔的金膜。该器件不仅可以实现波长调制,还可以实现圆偏振调制:其中,波长调制通过光栅周期为285mm的长螺旋光纤光栅对非共振波长（波长为808 nm）的输入光和共振波长（波长为775 nm）的输入光具有不同响应来实现;圆偏振调制通过跨度（?）=2050 nm、狭缝宽度Δ=200 nm的变形悬链线纳米孔对左旋圆偏光和右旋圆偏光具有不同的模式响应来获得。通过理论计算得到器件的输出光场以及器件的偏振转换效率,值得注意的是,输出光场具有独特的光学聚焦、发散和旋转能力,可以使产生的光束突破衍射极限,拓宽了“Lab-on-Fiber”的潜在功能和应用前景。2.基于光纤端面的环形悬链线阵列的超表面。光纤集成和超表面技术的结合可以为微纳尺度下的光操纵带来前所未有的自由度。提出了在单模光纤和渐变折射率光纤组成的级联结构（SMF-GIF）的一端集成环形悬链线阵列超表面的器件,其中,超表面的单元由跨度（?）=3050 nm、狭缝宽度Δ=200 nm的半个悬链线组成。首先通过仿真模拟得到输入光（波长为980 nm）在SMF-GIF级联结构中的传输分布,然后通过理论计算和仿真模拟得到从器件出射的输出光场,改变输入光的圆偏振态可以输出聚焦或无衍射的零级贝塞尔光束。特别是,Ⅱ型超表面的输出光束可以突破衍射极限（w0=0.7502μm）。因此,该器件在圆二色性、光成像等领域具有广泛的应用前景。3.基于纤端微结构的偏振调控器件。一种是基于纤端圆锥台结构（底角θ=70°）的全介质螺旋天线,可以实现径向偏振模式-纵向偏振光-涡旋光的偏振转化功能;另一种是基于纤端金膜结构(金膜中的环形狭缝宽度dAu=200 nm)的金属-介质螺旋天线,可以实现径向偏振模式-纵向偏振光-定向传输的偏振转化功能。因此,该器件在光通信、超分辨成像等领域具有潜在研究价值。