随着微结构光纤理论分析方法基本成熟,制造工艺日益完善,各种各样的微结构光纤和功能器件不断涌现。在通信领域,尽管由于损耗、价格等因为,在长距离传输方面,微结构光纤尚不能取代普通光纤,但微结构光纤具有许多普通光纤不具有的特性,使其成为下一代光通信器件的重要组成部分。另外,微结构光纤在传感领域的应用也表现出诱人的潜力。因此,该方面的研究具有重要的意义。　　 本论文的选题来源于国家973计划:“基于微结构光纤的新型功能器件、异质兼容结构与光电子集成”(编号:2010CB327605)以及国家自然科学基金:“基于光子带隙光纤的可调谐光电子器件”(编号:50802044)等项目中的内容。本文重点进行了基于材料填充微结构光纤的研究,包括填充方法、填充理论,填充光纤及器件的设计和应用等,主要研究工作及创新性成果如下:　　 1.实现了基于高折射率材料填充微结构光纤的光子带隙光纤,并对其带隙导光特性和温度可调谐特性进行了理论和实验研究,通过调谐温度,实现了带隙位置的宽波长范围调谐。提出了一种材料填充光子带隙光纤的带隙宽度调谐技术,实验中通过局部温控的方法实现了带隙宽度从350nm压缩至100nm的大范围调谐。　　 2.在深入研究微结构光纤的选择性填充技术的基础上,成功实现一种高双折射微结构光纤的选择性填充。在理论上分析了选择性填充前后,该光纤的双折射特性；在实验和理论上研究了该光纤高折射率填充后的带隙特性。　　 3.对量子点材料填充的微结构光纤进行了相关的理论和实验研究,提出了利于量子点填充微结构光纤激射放大实验用的光纤结构。　　 4.提出并研究了一种基于避免相交效应的带阻滤波器。通过填充高折射率材料于一段微结构光纤中实现了深度为17dB的带阻滤波器。在理论上分析了该损耗峰的形成机理,并研究了其温度特性,实现了1.3nm/℃的温度调谐。