采用全矢量有限元方法进行光纤设计优化, 得到横截面上失去两层空气洞的双芯光子晶体光纤, 可用于液压传感.优化的双芯光子晶体光纤的模场半径和数值孔径与单模光纤基本一致, 在优化的双芯光子晶体光纤和单模光纤之间有一个相对较低的熔接损耗.计算结果表明由模场半径和数值孔径导致的不匹配造成的总共损耗可低至0.026 dB, 低于传统光子晶体光纤和单模光纤0.1 dB的直接熔接损耗.对基于20 cm双芯光子晶体光纤的液压传感器的性能进行研究, 结果表明在0~500 MPa量程内的灵敏度为-1.6 pm/MPa.

以碲玻璃为基质材料, 设计了八边形双芯光子晶体光纤.应用全矢量有限元法和模式耦合基本理论分析了八边形双芯光子晶体光纤中结构参数对耦合长度特性的影响.计算结果表明: 在波长1.55 μm处, 减小孔间距可明显减小耦合长度, 但只略微改变相对耦合长度;增大空气孔及椭圆率可略微增大耦合长度, 但可明显增大相对耦合长度.当相对耦合长度为1时, 设计的偏振分束器性能较理想.在此基础上, 通过调节结构参数, 设计了一种较短传输长度、高带宽、高消光比的偏振分束器, 当光纤长度为139 μm时, X、Y方向偏振光即可实现分离, 消光比达到最小值-53.46 dB, 且在波长1.49 μm-1.61 μm, 即带宽为120 nm范围内, 消光比小于-20 dB, 与同类型的高消光比和极短长度双芯偏振分束器相比, 其综合性能比较突出.

采用分步的傅立叶方法数值求解了一维的耦合非线性薛定鄂方程, 模拟了超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生。分析了泵浦脉冲的脉宽、入射峰值功率对孤子开关现象的影响。研究表明：当泵浦激光的入射峰值功率低于孤子开关的阈值功率时, 能量转换效率很高; 当泵浦激光的入射峰值功率超过孤子开关的阈值功率时, 孤子发生了明显的分裂现象, 产生了多个频率成分, 孤子开关现象逐渐消失。此外, 也研究了双脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输特性, 研究表明：入射峰值功率和脉冲延迟对孤子的分裂和能量转移有重用影响。

通过分析非对称双芯光子晶体光纤耦合理论,提出了一种非对称双芯光子晶体光纤耦合器。理论分析显示,该耦合器的耦合比在一个较宽的波长范围内变化较小,具有波长响应平坦特性。通过有限元法模拟分析了该耦合器两芯间空气孔的尺寸以及光的偏振对其耦合特性的影响,结果表明,该非对称光子晶体光纤耦合器在1.3-1.8 μm的波长范围内,其50%耦合比变化在±4％以内,具有较好的波长平坦耦合响应特性,适合光纤通信等领域对宽带耦合器的需求。