为了研究具有大有效面积的光子晶体光纤,本文先对光子晶体光纤理论进行了研究,后对新型的大间距光子晶体光纤LPF (Large-pitch photonic fibers)进行了研究与分析设计。在密集波分复用传输系统中,作为传输容量和传输距离的限制因素之一光纤非线性效应成为研究的对象。光纤的有效面积的增大可使光纤的非线性效应明显减小,从而使中继距离延长和信道数量增加,使光纤中传输的光功率水平提高。为了达到增大有效面积的目的,所以对目前尚在研究之中的LPF进行仿真。LPF的使用可以获得以下好处：(1)很强的可扩展性,微小的孔直径改变即可实现有效面积的增大；(2)在相当大的范围内的孔间距实现单模传输。首先,文中从具有规律性的光子晶体光纤开始研究。光子晶体光纤因其优秀的诸多特性和广泛的应用前景成为研究热点之一。本文就光子晶体光纤的基本理论与诸多特性及这些特性产生的原理进行了阐述。继而,为了准确的进行分析,预测光子晶体光纤的传输特性,人们开发了许多理论分析方法,如有限元法、有效折射率模型方法、散射矩阵法、时间域射线传输法、有限时域差分法、平面波法等等。作为研究光子晶体光纤的基本工具,这些理论模型方法在光子晶体光纤的研究领域占有重要的地位。本文进一步研究了各个模型的优缺点,并选取有限元法作为研究的主要方法。本文最后通过结合COMSOL Multiphysics以有限元法为基础实现对光子晶体光纤的模拟计算,并利用该软件仿真了双排六边形(三角形)空气孔排列LPF和双排正方形空气孔排列LPF,并分析其性能参数。通过作者对有限元法分析光子晶体光纤的研究,对改变各参数会对光子晶体光纤的有效面积产生的影响的不断仿真实践,选取了合适的参数进行仿真,并对结果进行分析。在保证波长为1550μm并且单模传输的同时,在完美隔离层内径为85μm时,得到最高有效面积可达7246.38μm2的LPF。在验证COMSOL Multiphysics的优秀仿真能力的同时,又为LPF的进一步研究提供了理论数据。