光子晶体光纤与传统光纤在结构上有着本质的区别,在传输特性方面具有很多显著的优点,近几年成为光通信领域的一个研究热点.论文主要从理论上分析了全内反射型光子晶体光纤的模场和色散特性.在分析方法上,采用了有限差分法.目前应用有限差分法分析光子晶体光纤都是从标量或半矢量近似波动方程出发进行求解.本文首次从精确的矢量波动方程出发,将半矢量有限差分算法推广到了矢量有限差分算法.用矢量有限差分法计算光子晶体光纤的有效折射率和模场分布,较原来的半矢量方法在精度上有了很大的提高.利用矢量有限差分法,文章分析了光子晶体光纤的模场分布特点,计算了光纤的有效模场面积、模斑直径和数值孔径.光子晶体光纤的这些参数主要是由光纤的结构决定,即空气孔的直径和孔间距,论文分析了光子晶体光纤的结构对这些光纤参数的影响.光子晶体光纤的色散特性具有很强的可控制性,调节光纤的结构参数,可以设计出传统光纤所不具有的色散特性.本文首次使用矢量有限差分法计算了光子晶体光纤的色散,计算结果能与实际测量结果很好的吻合.论文还研究了光纤结构对色散特性的影响,并对光子晶体光纤异于传统光纤的一些新奇色散特性,如800nm波长附近零色散特性和1550nm波长附近平坦色散特性,进行了分析和设计.