随着制备工艺的发展和器件设计理论的成熟,光电子器件的波导尺度已达到了亚波长量级。在微纳光子学的众多研究领域中,微米和纳米尺度的光纤(以下简称微纳光纤)技术的研究尤其引人关注。由于微纳光纤具有小尺寸、低光学损耗、强光场约束、倏逝波传输、高耦合效率、大波导色散等特性,故被广泛地应用于微纳光子器件。微纳光纤在光通信、非线性光学和传感等诸多领域都具有潜在的应用价值。微纳光纤的一个突出特点就是具有强倏逝场。基于这一特性,我们可以将多根微纳纤芯组束,有望实现多芯光纤的有效相干耦合和大模场单模输出,而具有较大模面积的平顶模微纳光纤可以作为组束的理想选择。此外,平顶模微纳光纤本身也是一种新型的微纳光波导结构,其波导特性值得研究。本文首先介绍了微纳光纤、平顶模光纤和大模场光纤的研究现状。随后对光纤的基本理论和方法进行了分析研究,讨论了微纳光纤的基本特性。最后着重分析了平顶模式微纳光纤的模场及色散特性。本文所做的工作如下：(1)基于阶跃光纤模式理论,数值模拟了平顶模式微纳光纤的模场特性。结果表明,通过合理设计光纤参数,可以获得基模中心平顶模场分布,平顶模分布区间范围和光纤凹陷半径d直接相关,即模场中心平顶范围为-d-d；平顶模式微纳光纤各结构参数对模场特性和中心凹陷半径的影响都几乎一致；平顶模式微纳光纤在纤芯和包层折射率差较小且纤芯半径足够小的情况下,光纤有效面积陡增,可实现大模面积光纤；普通微纳光纤当芯径只有800 nm时,其有效面积可超过1000μm2。而且,多根平顶模式微纳光纤组束可以实现较好的多纤芯耦合。(2)利用二分法求解超越方程,计算并讨论了平顶模式微纳光纤和普通微纳光纤的色散特性。结果表明,平顶模式微纳光纤与常规微纳光纤及大芯径平顶模式光纤的波导色散特性均不同。在0.3μm到1.6μm波段内,当光纤折射率分布发生变化时,其波导色散曲线唯一的极小值有规律地增大或减小,并出现蓝移或红移现象；而当芯径尺寸减小时,波导色散极小值明显减小,但极小值点位置都出现在0.6μm处。但无论是光纤折射率分布还是芯径大小发生变化,在1.3μm到1.6μm长波段,其波导色散曲线增势均趋缓,且值渐趋于零,尤其当芯径大小发生变化时这种趋势更明显。这些结果对微纳光纤的制备及其应用具有一定的指导意义。