基于模式截止法,设计了两种超宽带单偏振单模方形阵列液晶填充光子晶体光纤,利用全矢量有限元法分析了光纤纤芯中额外空气孔、纤芯孔间距及纤芯液晶填充孔径对单偏振单模传输特性的影响。所设计的带宽可调谐的超宽带单芯单偏振单模光子晶体光纤,其单偏振单模传输可在0.75~2.59 μm波段范围内调谐,限制损耗低于0.1 dB·km ^-1对应的单偏振单模传输带宽为970 nm。所设计的另一种光纤是在0.98~1.74 μm波段范围内具有单偏振单模传输特性的双芯光子晶体光纤,将其应用于波分复用系统的波分解复用器中,制备了一种长度仅为1.06 mm的光子晶体光纤波分器,实现了具有单偏振单模传输特性的1.31 μm和1.55 μm光分束。

设计了一种温度调控的液晶填充光子晶体光纤, 利用有限元法对光子晶体光纤的色散补偿特性进行数值模拟.从理论上分析了各结构参数对光子晶体光纤色散产生的影响, 并进行结构参数优化.通过调节液晶折射率, 将色散补偿位置精确调节至1 550 nm处, 负色散峰值为－426 000 ps·nm－1·km－1, 2 m长液晶填充光子晶体光纤可以补偿50 000 m的标准单模光纤(G652).模拟结果显示,色散补偿波长随填充液晶有效折射率指数发生变化, 通过温度调节可以实现1 533 nm~1 552 nm波长内的定量控制.

在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶，选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率，形成全内反射型光子晶体光纤。采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率，用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性，并进行了数值计算。结果表明，液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大，在温度接近液晶相变点附近增大更快，二阶模截止波长随温度升高而减小，在温度接近液晶相变点附近减小更快。

在光子晶体光纤芯区的圆空气柱中填充向列相液晶,用电场控制液晶分子的排列方向,构成了一种光子晶体液晶光纤。用阶跃有效折射率模型研究了电场、工作光波长及光纤结构参数对可调光子晶体液晶光纤的双折射和模式截止特性,并用E7液晶进行了数值计算。结果表明这种光纤的双折射值随电场增大而增大,增大电场和减小光波长可使光纤由单模传输变成多模传输,减小包层中空气孔的相对孔径引起光纤中单模与多模界面向短长波方向移动,包层的相对孔径小于014左右时光纤出现无截止单模传输,此值小于没有液晶填充PCF出现无截止单模传输时的包层相对孔径,电场的变化不会对无截止单模传输产生影响。

利用液晶的折射率是温度和波长函数的特性,在光子晶体光纤(PCF)芯区的空气柱中填充向列相液晶,通过改变温度来改变液晶的折射率,构成了一种温度调制光子晶体光纤。用阶跃有效折射率模型研究了温度对这种光子晶体光纤在不同光波长时传输特性的影响,并进行了数值计算。结果表明液晶填充使光子晶体光纤的色散减小,由于折射率对温度和波长变化敏感,改变温度可以使光纤在长波长区域出现单模传输,在短波长时不会出现单模传输,即使包层相对孔径很小也不会出现无截止单模传输。温度升高使光纤的色散值增大,零色散波长向短波长方向移动。这些特性对温度调制光子晶体光纤器件的设计和应用具有一定的参考意义。