自1996年第一根光子晶体光纤诞生以来,光子晶体光纤以其优越的性能引起了人们越来越多研究兴趣。高双折射和零色散光纤在通信、传感等领域都有着广泛的应用,与传统光纤分束器相比,基于光子晶体光纤的偏振分束器能够提供更好的消光比和耦合长度。本文设计了两种具有高双折射和零色散光子晶体光纤偏振分束器,用有限元法对所设计的光子晶体光纤的传输特性进行了系统的分析研究。论文的主要内容如下:首先,结合光子晶体光纤的概念和发展现状,分析总结了光子晶体光纤在通信技术、激光器、滤波器、传感器等方面的应用,对光子晶体光纤选择不同基质材料时的优缺点进行了比较。其次,以麦克斯韦方程为基础,对光子晶体光纤的几个典型参量进行了介绍并对光纤的耦合模方程进行了推导,分析了对光子晶体光纤模式特性进行数值模拟时常用方法的优缺点。最后,设计了两种结构简单、在通信波段同时具有高双折射和零色散值、具有很好的偏振分束性能的光子晶体光纤:一种是以石英为背景材料,空气孔呈三角形排列,该光纤在波长1310nm处具有良好的双折射、色散和分束特性;另一种是以碲玻璃为背景材料,空气孔呈矩形排列,在波长1550nm处具有良好的双折射值、色散值和偏振分束特性。本文设计的光子晶体光纤结构简单,在多个方面同时具有良好的性能,可以应用在通信系统、保偏系统以及激光器、偏振分束器等光学器件中,将会具有很好的应用前景。