近年来，光子晶体光纤作为一种成熟的通信媒质广泛地应用于通信领域中。对光子晶体光纤的设计、制造及应用已成为研究热点。本论文从理论上研究了正八边形光子晶体光纤的色散、非线性特性随结构参数的变化规律，并设计出三种特殊功能的光子晶体光纤，其主要内容：首先，采用频域有限差分法来分析所设计的阶跃结构的正八边形光子晶体光纤，得到了在波长1.1—1.9m范围内其色散值变化仅为-0.5—1.5ps/(km·nm）的超宽带低平坦色散特性的光子晶体光纤；并总结了获得宽带低平坦色散的一般方法。其次，设计了一种用于新颖的八边形三包层光子晶体光纤结构，采用多极法研究了空气孔直径、孔间距对色散和非线性的影响，研究通过合理调节结构参量，得到了平坦色散高非线性的的光子晶体光纤；在1.46—1.73m近270nm范围内色散绝对值在0.5ps/(km·nm)范围内波动；在波段1.5—1.65m近150nm范围内的非线性系数值介于42.5—50(1/w-km)。最后，以多极法为理论基础,设计了一种多包层的正八边形结构的双零色散点光子晶体光纤，研究了各层空气孔直径、孔间距对其色散及非线性特性的变化规律；通过优化各个结构参量，理论上实现了在1.47—1.6m波长范围色散值在±0.2ps／(km·nm)之间波动；在波长1.55m处的非线性系数值高达40.5(1/w-km)。最终获得了在1550nm附近具有平坦色散和高非线性的正八边形双零色散光子晶体光纤。