为降低偏振拍长对波长变化的敏感性，扩大多孔光纤偏振器件的工作带宽，针对一种包层空气孔呈圆形阵列分布的多孔光纤，应用全矢量有限差分光束传播法分析了不同参数的包层结构对偏振拍长及其相对变化率的影响，通过横向伸缩形变在包层中引入特定的非对称结构，这种方法不仅有效降低了偏振拍长的波长敏感性，而且偏振拍长对这些特定包层结构参数的误差微扰不敏感，在1.2~1.7 mm 波长范围内，偏振拍长的相对变化率小于±4%，工作带宽达到500 nm，同时包层结构几何参数的误差容限达到0.1 mm 量级，较好地兼顾了偏振拍长的宽带稳定性与多孔光纤工艺制作可行性。

为制作宽带稳定的光纤偏振控制器件，提出了一种具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤模型.该模型通过调节纤芯附近一对特殊气孔和本底气孔的大小、形状以及气孔的间距，在包层中引入特定非对称结构.由于多孔光纤的偏振拍长对这些特定的非对称结构参量的误差扰动不敏感，而利用这些特定非对称结构产生的具有不同变化趋势的双折射相互补偿可以抑制双折射的非线性变化，因此不仅能有效降低偏振拍长的波长敏感性，而且能够同时降低偏振拍长对包层结构参量误差的敏感性.研究结果表明：以偏振拍长的相对变化率小于±4%为限，在1 550 nm波长窗口附近工作带宽达到200 nm，同时包层结构几何参量的误差容限达到0.1 μm量级，为实际拉制具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤提供了较为可行的工艺结构参量.

为降低双折射多孔光纤偏振拍长的波长敏感性，制作宽带稳定的光纤偏振器件，提出一种包层空气孔呈矩形阵列分布的多孔光纤包层结构设计方案，在包层中引入具有不同双折射变化趋势的非对称性结构，采用全矢量波束传播法并考虑熔融石英的材料色散，计算分析了不同结构参数对偏振拍长稳定性的影响。研究结果表明，这种多孔光纤的包层结构降低了偏振拍长的波长敏感性，在1.26～1.60 [μm]波长范围内，偏振拍长的相对变化率小于±4%，达到制作光纤波片的宽带稳定性能要求；同时，优化后包层结构的几何参数具有较大的误差容限，进一步降低了制作工艺的难度。

针对菱形晶格多孔光纤，应用全矢量有限差分光束传播法分析了纤芯附近一对特殊气孔、本底气孔以及对角线上的气孔间距对偏振拍长波长敏感性的影响，初步得出包层结构的优化参数，再通过横向伸缩形变引入两种新的非对称结构，进一步抑制多孔光纤原有双折射随波长的非线性变化，在降低偏振拍长波长敏感性的同时包层结构的几何参数也获得了较大的误差容限，结果表明，偏振拍长的中值为132.5 mm，在波长1.2～1.7 μm范围内，相对变化率小于±4%，同时优化后包层结构的几何参数误差容限大于0.1 μm，为制作多孔光纤宽带消色差波片提供了较为可行的工艺参数。

针对六边形晶格微结构光纤，采用有限差分波束传播法对多孔光纤的模式双折射特性进行数值模拟，分析了横截面结构参数的变化对模式双折射的影响。得到了两组合适的光纤结构参数，其偏振拍长可以在较宽的波长范围内基本保持稳定，具有较好的消色差特性：一种结构的偏振拍长在1310 nm波长附近的工作带宽可达200 nm；另一种结构的偏振拍长在1550 nm波长附近的工作带宽可达260 nm。这两种结构的光纤均适合制作宽带稳定的消色差波片。

在保持正六角晶格不变的条件下，通过改变纤芯附近多个圆形微孔的直径大小，在多孔光纤截面中引入三种非对称结构, 利用正负双折射相互补偿来调控并扩大双折射率随波长变化的线性区间。采用全矢量波束传播法并考虑熔融石英的材料色散，计算分析了不同结构参数对偏振拍长色散曲线的影响。考虑到工艺制作的可行性, 通过优化结构参数，在同时覆盖1310 nm和1550 nm波长窗口的超宽带范围内获得了偏振拍长约为9 cm的平坦色散曲线，在1250~1650 nm波长范围内，拍长相对变化率小于0.15%；在1000~1900 nm波长范围内，相对变化率小于0.85%。这种光纤适合制作宽带光纤波片，用于光纤传感器中提高系统的稳定性和可靠性。

为了制作宽带稳定的光纤偏振器件，提出了一种改善双折射多孔光纤偏振拍长色散特性的方案。将具有圆孔包层阵列和芯边一对大圆孔的双折射多孔光纤，分别在两个正交方向上进行横向压缩或伸展，利用多种非对称结构产生的符号相反的双折射色散曲线进行平衡补偿，消除偏振拍长的波长敏感性。采用全矢量波束传播法计算分析了不同参数变化对模式双折射的影响，通过优化结构参数，在1550 nm波长窗口获得了中心拍长值约为39.5 mm的平坦拍长色散曲线，在1380~1750 nm波长范围内, 拍长值相对变化率约为1.27%。若用这种光纤制成1550 nm波长窗口的零级1/4波片，以2π/300作为带宽容限，则工作波段约为1400～1710 nm范围，相对带宽可达20%。

在矩形晶格多孔光纤的基础上,通过加入一对大直径圆孔,并进一步优化结构参数可以得到宽带稳定的双折射拍长。采用有限差分波束传播法计算了多孔光纤的模式双折射特性,分析了不同参数变化对模式双折射的影响。计算表明,这两种非对称结构分别具有正值和负值双折射,两者相互作用能够控制模式双折射随波长的变化斜率,在一定的波长范围内使模式双折射与波长呈现等比例的线性变化关系,从而得到基本不随波长变化的双折射拍长。通过优化结构参数,分别在1310 nm和1550 nm波长窗口获得了中心拍长为10 mm的平坦拍长曲线,相对带宽达到12％以上,这种光纤非常适合制作集成于全光纤大电流传感器之中的宽带光纤波片。

将两种分别具有正负双折射特性的缺陷结构相结合,在一定波长范围内,设计了一种拍长对波长变化不敏感的多孔双折射光纤。设计方案从均匀分布圆形微孔的光纤端面出发,将靠近中心的一对微孔的半径增大,同时将分布于包层中的其余微孔变为椭圆形状,在不同的波长上分别产生符号相反的模式双折射进行调节补偿。采用有限差分波束传播法计算分析了不同结构参数对多孔光纤双折射的影响,结果表明,调控这些结构参数能在特定的波长窗口获得稳定的拍长,且拍长值也可以根据实际需求设计调整。通过优化结构参数,在1310 nm波长窗口得到了带宽大于180 nm的平坦拍长曲线。