光子晶体光纤是伴随着光子带隙理论而发展起来的。由于其包层中的微结构以及独特的传导机制,因此能够呈现出许多传统光纤不具备的优良特性,必将成为下一代光通信器件的重要组成部分。特别地,通过改变光子晶体光纤的结构参数,可以灵活的设计不同的色散曲线,进而实现近零平坦色散的光波传输。本论文研究内容:　　 第一、阐述了光子晶体的基本概念,对光子晶体光纤的基本性质及导光机理进行了解释。同时,回顾了光子晶体光纤的发展历程,对光子晶体光纤的色散性质做出了特别说明。　　 第二、详细介绍了分析光子晶体光纤所采用的三种数值计算方法,为模拟光波传输的特性和设计新型光纤的结构参数提供理论依据。　　 第三、建立了利用有限单元法计算光子晶体光纤色散性质的模型,对相应的优化方法进行了较为详细的说明。通过对传统的四层六边形结构的光子晶体光纤的色散性质研究,对改变空气孔半径以及孔间距导致色散曲线的变化做出了理论解释。　　 第四,研究了空气孔半径呈二阶渐变六边形结构的光子晶体光纤,总结各个参量影响色散曲线的规律并做出猜想,通过对准六重对称的光子晶体光纤的研究,对所做出的假设进行了确认。由此找到了一种在通讯波段设计近零平坦色散光子晶体光纤的很好的方法,并利用这种方法成功的改进了二阶渐变六边形光子晶体光纤的结构,在1200nm到1675nm极宽的波长范围内,实现了宽带近零色散平坦,平坦度达到了±1ps/km/nm。　　 第五、研究空气孔半径呈四阶渐变的光子晶体光纤,在1250nm到1655nm的波长范围内,实现了0±1ps/km/nm的宽带近零色散平坦。尤其在1430nm至1540nm波长范围内,在0.24ps/km/nm处实现了±0.01ps/km/nm的超平坦色散,并利用从先前研究得出的理论很好的解释了相关现象。