光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF）由周期性阵列或随机排列的微型空气孔充当电解质构成,其灵活多变的结构设计可以实现多种独特而优异的光学特性,而这些特性无法通过传统的单模光纤来实现。光子晶体光纤的无限单模传输、高双折射、高非线性及超平坦色散等这些特性给现代通信系统带来革命性的变化,在通信和传感应用等领域开创了一个新的时代。本文针对光子晶体光纤的双折射及其传感特性进行研究,主要研究内容如下:（1）提出一种全椭圆空气孔的V型光子晶体光纤,在波长1550nm处可同时实现高双折射和高非线性。在文中采用全矢量有限元方法研究其双折射、非线性和色散特性。研究结果表明该光纤可获得2.89×10^-2的高双折射和102.69W^-1·km^-1的高非线性。此外,该光纤还拥有两个零色散波长（ZDW）,其中一个零色散波长位于可见光区域（X:640-720nm,Y:730-760nm）,对产生高功率超连续光谱有重要的应用价值。另一个零色散波长位于近红外区域（X:1050-1606nm,Y:850-1500nm）,对光孤子的红移有很强的抑制作用。高双折射、高非线性以及零色散波长这三者的组合使光子晶体光纤在非线性光学如保持偏振态、产生宽带超连续谱等领域扮演着重要的角色。（2）设计一种纤芯和包层均为微结构的高灵敏度光子晶体光纤,适用于液体传感领域。使用一种具有工业价值的低折射率化学品—乙醇对纤芯进行填充。在近红外光谱区域的1.0-1.8?m较宽波长范围内,通过改变结构参数对光纤的相对灵敏度和限制损耗进行研究和优化。在波长1330nm下可以实现68.51%的高灵敏度,并同时获得7.55×10^-7dB/m的超低限制损耗。该光纤在化学、生物传感等领域具有重要的实际意义和应用价值。本文设计的两种不同结构、不同特性的光子晶体光纤为基于光子晶体光纤功能器件的研究提供一定的参考价值,在非线性光学和液体传感方面具有重要的研究意义和应用价值。