基于反共振反射光波导中的抑制耦合理论，本文设计和制备出一种单空气包层大纤芯的八边形空芯微结构光纤，光纤直径为170 μm，纤芯直径为44 μm，纤芯壁厚为1.2 μm。实验测试结果表明该光纤对于波长为750 nm的光具有良好的导光特性。该空芯光纤结构简单，容易制备，并可设计成大纤芯适用于光泵碱金属蒸气激光、液体填充传感、高功率近红外光能量传输及气体激光器等领域，为探索简易新型空芯微结构光纤打下前期实验基础。

通过有限元法建立模型，讨论了布喇格光纤设计参量对光子带隙的影响，发现当增加掺锗玻璃环的厚度或折射率时，会使带隙移向长波.通过在紧邻纤芯处施加一层掺氟低折射率玻璃，设计了一种大模面积W型布喇格光纤.计算表明：W型布喇格光纤可以有效减小限制损耗，提高光纤的抗弯曲能力.本文设计的布喇格光纤的纤芯直径为30 μm，在波长1.06 μm限制损耗约为0.1 dB/km，且维持单一横模传输.

分析了具有反共振反射的蜘蛛网包层塑料空芯光纤在1.3 μm波段的损耗特性及其与结构参数的关系。将光纤包层等效为周期性多层膜，用渐近转移矩阵法进行数值模拟。为优化光纤结构参数，分析了包层层数N，高折射率层厚度d2和高、低折射率比值n2∶n1对损耗的影响。计算结果表明，随着N的增加，损耗首先快速下降最后达到一个固定值；模式损耗随d2的增加呈线形增大趋势，n2∶n1越大，反共振波长处的损耗越低。在此基础上，用模拟退火优化算法对空气层厚d1和纤芯半径rco进行了最优化求解。最后，用以上求得结构参数的优化组合即N=3，d2=2.648 μm，n2∶n1=1.49∶1.0，d1=3 μm和rco=100 μm，计算得到最低损耗是0.449 dB/km。

为了快速有效预测金属光子晶体光纤(MPCF)中表面等离子体激元模式和纤芯导模的耦合位置(即带隙), 在光子晶体光纤的反共振反射光学波导模型(ARROW模型)和表面等离子体激元模式的螺旋模型(Spiraling model)的基础上, 拓展出金属光子晶体光纤的Metallic ARROW模型(MARROW模型)。然后, 利用该模型计算出金、银各两种金属光子晶体光纤中的模式耦合位置, 所得结果与已发表的实验结果吻合较好。