光子带隙光纤有着独特的结构形式、传输介质和导光机制，这使其具有传统光纤无法比拟的优点，是未来光纤陀螺的理想选择。但光子带隙光纤粗糙的纤芯内壁导致其产生强烈的背向散射次波，会使光子带隙光纤陀螺产生额外的非互易误差。为了定量分析光子带隙光纤背向散射次波强度大小，论文基于电偶极子辐射理论建立了一种简单的光子带隙光纤背向散射次波理论模型。通过聚焦离子束微纳加工法和原子力显微镜测量得到了准确的纤芯内壁表面形貌功率谱密度，进而计算得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数理论值为2.61×10^-9/mm。通过光频域背向反射散射仪得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数测量值为~1.82×10^-9/mm，初步验证了背向散射次波模型的正确性，为背向散射次波抑制技术研究奠定了基础。

光子晶体光纤利用周期性的空气孔结构实现导光，具有空间辐射不敏感的特性。在光子晶体光纤空间应用中，存在与保偏尾纤熔接损耗大、熔接强度低的问题。本文对光子晶体光纤与保偏光纤熔接工艺进行研究。首先分析了光子晶体光纤和保偏光纤熔接损耗的产生机理，结合有限元仿真获得了熔接损耗与熔接功率和熔接时间的关系，并通过熔接实验对计算结果进行了验证。在此基础上，重点关注了熔接功率和时间对熔接强度的影响，通过实验获得了最优的熔接功率和熔接时间。最后，通过提升光纤端面质量、偏移加热位置、优化熔接参数等方法进一步提升了熔接点质量，实现了低熔接损耗与高熔接强度的平衡。利用优化后的熔接参数开展了光子晶体光纤与保偏光纤熔接实验，实验结果表明，平均熔接损耗达到0.82 dB水平，均低于1 dB，平均熔接强度139 kpsi，均大于100 kpsi，满足宇航空间应用的光纤低损耗、高可靠的熔接需求。