扩大传输容量已然成为现代光通信技术发展的首要任务。2 μm波段属于人眼波段, 并具有大气通信窗口, 是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃, 具有更宽的透光范围, 并且可扩展到中红外波段, 恰好配合2 μm波段光通信系统。空芯光子带隙光纤(hollow core photonic bandgap fiber, HC-PBGF)由于光纤带隙的存在, 提供了独一无二的导光模式。HC-PBGF具备灵活的光纤结构、较低的损耗, 可控的色散特性, 是非常适合光通信的传输媒介。设计了一种7-cell HC-PBGF, 对该光纤的色散、模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。

本文实验研究了飞秒脉冲在不同零色散点光子晶体光纤中传输时产生超连续谱的现象。首先，我们通过非线性薛定谔方程理论计算了激光脉冲分别在正、负色散光子晶体光纤中传输时产生的超连续谱；计算结果表明在正色散光子晶体光纤产生的超连续谱远远大于在负色散中产生的超连续谱。其次，在实验上采用零色散点分别为800 nm、1 060 nm和 2 000 nm的光子晶体光纤，将脉宽为130 fs，中心波长800 nm，脉冲重复频率为80 MHz的脉冲输入这些光纤中产生超连续谱并研究其特性，实验结果表明光子晶体光纤的零色散点越小，在其中产生的超连续谱越宽越平坦。同时产生的超连续谱也与激光脉冲的能量和中心波长相关。

基于二维三角晶格空气孔光子晶体，通过在光子晶体单线缺陷波导两侧引入不同的耦合腔，设计了慢光特性较好的波导结构。利用平面波展开法计算波导的色散曲线，并分析慢光模式的群速度和群速度色散特性。耦合腔采用单缺陷腔时，适当调节波导宽度可以获得在零色散点群速度为0.0128c的慢光模式，对应在1.55 μm波长处的带宽为409 GHz。耦合腔采用长轴与波导方向呈60°的双缺陷腔，在超原胞大小为4a×9b（a，b分别为光子晶体在x，y方向的周期）时，通过调整波导宽度，可以获得在零色散点群速度为0.0070c的慢光模式，对应在1.55 μm波长处的带宽为226 GHz。进一步增大沿波导方向上双缺陷腔之间的距离，可以获得在零色散点群速度为0.0011c的慢光模式。同时可以根据具体情况选择合适的波导宽度参数，设计满足不同要求的慢光波导结构。

研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性.结果发现在相同条件下,三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大.详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响.所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.计算波导色散的方法可推广到多包层光纤.