自20世纪90年代开始,光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)在光纤通信和传感领域的应用逐渐引起了广泛地关注。由于其具有高双折射、低损耗、色散可调、高非线性等许多普通光纤难以比拟的特性,因此受到越来越多科研工作者的青睐,已经成为光学领域研究的一个热点。采用全矢量有限元法,研究了空气孔为正九边形周期性排列的全内反射型光子晶体光纤(TIR-PCF),分析了不同空气孔排列形状、占空比以及波长对其温度特性的影响,并与正六边形结构的光子晶体光纤进行了对比。在此基础上,提出了一种熔接点为锥形的正九边形SMF-PCF-SMF(SMF,单模光纤;PCF,光子晶体光纤)马赫-曾德干涉仪(MZI)温度传感器,研究了温度变化对该传感器限制损耗和有效折射率差的影响,并对该传感器的空气孔填充热敏材料,研究热敏材料填充对传感器温度特性的影响。本文通过调研光子晶体光纤发展历程和研制现状,在充分了解了光子晶体光纤的特殊性质和应用价值的基础上选择其为研究对象。首先重点介绍了光子晶体光纤的重要特征参数:有效折射率、限制损耗、双折射率等;接下来系统研究了有效折射率法、平面波展开法、局部函数法、时域有限差分法、有限元方法等PCF的数值研究方法;本文选用全矢量有限元法在COMSOL软件平台上进行数值仿真;在先前的准备工作基础上,提出了一种新型的正九边形包层的光子晶体光纤,而后改变其空气孔层数、占空比等结构参数,控制变量地观察各参数对于PCF双折射、限制损耗以及模场的影响;此外,还对该PCF的温度传感特性进行了研究,并与相同参数下的正六边形PCF作了对比;最后基于该新型光子晶体光纤,更改其空气孔的介质材料来研究其对于PCF性能的影响,通过比较选定NaCl溶液作为填充介质并且研究分析填充之后的有效折射率、限制损耗以及双折射的变化情况,在此基础上,设计了一种基于锥形SMF-PCF-SMF MZI温度传感器,在-20℃-80℃范围内,对其温度传感特性进行了分析。