光子晶体光纤由于其高度可调的结构设计和独特的光学性质可以作为新型光子器件广泛地应用于光通信和光传感领域。与传统光纤相比，光子晶体光纤不仅可以通过调节结构参数获得优良光学特性，还可以通过改变基质材料或掺杂激活介质来实现更为广泛的应用。本论文设计了几种可用于光束整形的单芯和多芯的光子晶体光纤，利用这些光纤有望实现优良的中空光束和平顶光束输出。进一步利用有限元法对所设计光纤的有效模式面积、色散、限制损耗等基本特性进行了分析。论文的主要内容如下：首先，设计了一种结构简单、空气孔呈圆形排列并可由单一石英材料制成的有望产生中空光束的光子晶体光纤，详细介绍了有限元法的分析过程，并利用该方法对光纤中的引导模式进行了模拟。通过调节光纤包层中空气孔的大小、数量以及排列方式，可以产生不同尺寸的中空光束输出，这种光纤有望在全光纤光镊系统中得到应用。其次，设计了一种空气孔呈六边形排列的环芯光子晶体光纤，该光纤中可产生六边形的中空光束，对光纤的有效模式面积、色散、限制损耗等基本特性进行了分析，与另外一根普通芯光子晶体光纤相比，具有更大的有效模式面积和更平坦的色散，为设计大模式面积光纤提供了一种新思路。数值研究了基模与高阶纤芯模、基模与包层模式之间的耦合特性。最后，根据平顶光束的输出条件设计了一种大模式面积的四芯光子晶体光纤，通过对纤芯进行合理的掺杂二氧化锗可获得平顶光束输出。光纤中有效模式面积最大可达到3395.52μm~2，这种平顶模场和大模式面积的结合可以有效提高高功率光纤激光器和放大器中的非线性阈值和热损伤阈值。