基于有效全向反射原理的布拉格光纤可以通过调谐周期性的包层结构参数来实现特定波长的高功率传输。为了克服传统空心布拉格光纤易于形变的缺点，制备了一种基于补偿叠层挤压技术的硫系玻璃纤芯全固态布拉格光纤，解决了传统叠层挤压引起的光纤层厚不均匀问题。该光纤含有三对厚度相同的包层对，在整根6 m长光纤中包层对的厚度与光纤直径的比例保持恒定的3∶100。该光纤在4~10 μm的波长范围内具有四个明显的低损耗窗口，证明了优化玻璃厚度的补偿叠层技术可以有效改善光纤结构及光传输性能。

光纤在信息通信领域的研究越来越广泛, 而光纤中的模式识别技术为光纤模式分类提供了一种简洁的方法。通过阶跃光纤中波动方程的标量解, 对横电波(TE)模式, 横磁波(TM)模式, 混合波(HE, EH)模式进行分类, 在此基础上对特种光纤如多包层Bragg光纤, 光子晶体光纤等具有代表性的光纤进行了仿真研究。以先前研究者提出的模式分类方法为依据, 结合模式的电场线分布图和Ez方向的电场强度分布图, 提出了一种具有普适性的模式分类方法, 有助于研究者对光纤做进一步的探究。

硫系微结构光纤结合了红外硫系玻璃和微结构光纤的优点，在红外指纹区内分子结构鉴别、痕量气体检测、深空探测、红外激光传输等领域具有重大应用价值.本文从结构分类、应用特点和制备技术三方面，对目前红外硫系微结构光纤的研究进展进行了逐一介绍，并对硫系微结构光纤的未来发展进行了展望.

针对飞秒光脉冲全光纤化传输的需求, 研究了空心Bragg光纤单基模传输的特性。进而设计了一款空心Bragg光纤, 用于中心波长在1.550μm的飞秒脉冲单基模传输。为了解决空心Bragg光纤在工作窗口色散过大的问题, 通过合理的引入缺陷层调节空心Bragg光纤单基模传输的色散特性, 使其在工作窗口低色散或零色散传输。仿真结果表明, 空心Bragg光纤在1.45μm至1.65μm的带宽范围内都可以维持单基模、低色散或零色散传输, 完全满足脉宽为100飞秒的光脉冲全光纤化传输的需求。

针对空心单模Bragg光纤在1.55μm附近表现出非常大的正色散, 研究了包层缺陷层对空心单模Bragg光纤色散的调节作用。利用光学软件FDTD Solutions对缺陷层空心单模Bragg光纤的模式耦合特性进行分析;对比分析普通空心单模Bragg光纤和缺陷层空心单模Bragg光纤的色散曲线;讨论了包层缺陷层结构参数对空心单模Bragg光纤的色散调节作用。

布拉格(Bragg)光纤是一种由空气孔芯和高低折射率介质层交替周期性排列的包层两部分构成的一维光子晶体光纤。文章以碲酸盐玻璃为基质，设计了一种高折射率实芯Bragg光纤，并采用传输矩阵法和Bloch理论数值研究了其传输特性，获得了实芯Bragg光纤的结构参数与其模场分布、色散特性等传输特性之间的关系。仿真实验结果表明，当Bragg光纤的填充率d/Λ为0.15、半径R为5 μm、折射率差Δn为0.02、周期Λ为1.2 μm和包层为3个周期时，Bragg光纤在1 064 nm零色散波长附近具有最平坦的色散特性，同时还具有非常低的传输损耗，损耗值为0.775 dB/m。

针对超强能量密度的飞秒脉冲很难在传统光纤中传输的情况, 设计了一款用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤。首先基于一维光子晶体的光子禁带特性选择了制作空心Bragg光纤的材料, 接着利用光学软件FDTD Solutions分析了光纤各结构参数对光纤模式的影响, 并对传输特性进行了分析。随后, 通过在光纤包层中引入缺陷层的方法对其进行了进一步的优化, 有效调控了该款光纤的色散曲线分布。经全带宽扫描可知, 该款空心Bragg光纤单模传输的带宽达100 nm, 完全满足了100 fs光脉冲的传输要求。

对Bragg光纤中包层制造误差对导模特性的影响进行了深入的分析和研究, 给出了一般N层波导中模式场标量波动方程求解的传输矩阵方法, 并将其应用在Bragg光纤模式场的分析当中。分别研究了Bragg包层存在折射率误差和厚度误差时对光纤基模模式场的有效折射率、模场半径和芯区功率占比的影响, 并利用统计的方法分析了不同制作误差时导模特性的相对变化。折射率误差在1‰的水平时, 基模有效折射率、模场半径和芯区功率占比的方差水平为1.55×10-4、1.04×10-1和1.79×10-2; 厚度误差在2%的水平时模式场参量的方差水平分别为3.61×10-5、1.84×10-2和2.35×10-3。

基于一维光子带隙(PBG)效应导波机制的空心布拉格光纤(HC-BFs)具有灵活 方便的带隙调控能力和优良的 宽带低损耗传输特性,作为一类独特的光子带隙型空心光纤,在光波传输、色散管理与控制、光纤 型器件和传感检测等领域表现出巨大的应用潜力。从光纤波导结构设计与导波模式传输特性、包层 材料构成与光纤制备工艺,以及基于气态或液态被测物质填充中空纤芯的痕量气体检测和生化传感 中的应用等方面对HC-BF研究的发展历程和新进展进行了综合评述。

将负折射率材料引入到空芯Bragg光纤包层中,形成具有正负折射率介质层交替的空芯Bragg光纤, 运用传输矩阵理论对该Bragg光纤的束缚损耗特性进行分析和计算, 并与传统的全正折射率介质层Bragg光纤的束缚损耗进行对比。结果发现: 在最低损耗方面含负折射率材料的空芯Bragg光纤没有表现出任何优势, 但在最低损耗点附近的损耗小于全正折射率介质层Bragg光纤, 损耗曲线比较平滑, 并且传输波长范围较宽; 当空气作为一个介质层的材料时, 两种Bragg光纤的束缚损耗特性几乎一致; 当减小包层折射率对比时出现了与全正折射率介质层Bragg光纤不同的现象, 损耗曲线变的更为平滑, 说明传输波长范围变宽了。