光子晶体光纤灵活的结构设计和基质材料选择使得其具有传统光纤无法比拟的光学特性。贯穿光子晶体光纤整个结构的空气孔为材料填充型光纤器件的制作提供了可能,这将极大的扩展了光子器件的应用领域,同时光子晶体光纤自身较小的尺寸也有利于光子器件的集成化发展。本文基于有限元法和模式耦合理论设计仿真了涂覆金纳米层型或液体填充的光子晶体光纤的偏振滤波器和传感器,并对其性能进行研究。主要内容如下:首先,综述了光子晶体光纤的产生背景以及最新的国内外研究进展,给出了光子晶体光纤的基本特性和数值研究方法,介绍了光子晶体光纤的制备方法和应用前景。其次,设计了三种空气孔涂覆金纳米层的光子晶体光纤的偏振滤波器,利用有限元法数值研究了光纤结构参数对其偏振滤波特性的影响,得出了较为普遍的规律,并对所探究的规律进行了验证。再次,设计一种基于表面等离子体共振效应的D型光子晶体光纤折射率传感器。通过在常见的D型光子晶体光纤传感器的侧面引入三个开放式气孔,成功的提高了传感器的灵敏度,同时探究了光纤结构的变化对传感器灵敏度的影响。最后,实验探究了一种填充酒精的折射率型温度传感器的性能。研究了光子晶体光纤和普通光纤熔接中存在的问题,利用毛细现象和压力法对光子晶体光纤进行了酒精填充操作,并对其温度传感器性能进行实验测定。