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基于光子晶体的微结构光波导具有优越的导光特性和灵活的设计自由度，是当今世界范围内光通信和光电子领域研究的热点之一。与传统的光波导制作技术相比，飞秒激光刻写技术具有操作简单、加工精度高等优点，因此利用飞秒激光制备微结构光波导并对其特性进行研究具有重要意义。论文在对微结构光波导的理论研究方法和制备工艺进行总结分析的基础上，对大模场面积37芯波导的模式特性进行了仿真和实验研究。之后，运用平面波展开法对反谐振反射光波导的帯隙特性进行了理论计算，为进一步开展飞秒激光刻写实验提供了理论依据。具体如下：1.在飞秒激光加工光波导允许的折射率差范围内，利用高精度全矢量有限元法深入分析了倏逝场耦合37芯波导的模式特性。在此基础上，数值模拟了单根波导数值孔径和波导间距对模式特性的影响。结果表明，基模（LP01）的模场面积均大于577μm2（数值孔径为0.1，单根波导直径为2μm，波导间距为5μm以及工作波长为980nm时对应的LP01模的模场面积）。2.利用低重复频率飞秒激光（1kHz）在熔融石英玻璃内通过平行写入37根I类轨迹（各向同性均匀正折射率变化），在不同刻写条件和不同间距下制作了多组37芯波导。测量的近场光强度分布表明该波导不仅支持单模（LP01）传输，而且支持双模（LP01和LP11）传输，且间距5μm、写入速度600μm/s时，LP01模的模场面积分别为1190μm2（2.5μJ脉冲能量）和790μm2（5.0μJ脉冲能量），从而验证了37芯波导的仿真结果。3.运用平面波展开法研究了波导参数对反谐振反射光波导能带结构、光子帯隙的影响。结果表明，反谐振反射光波导的帯隙特性与包层单根轨迹的直径、折射率、轨迹间距以及填充率有关。在折射率为2.398的硫化物玻璃（Gallium-lanthanum-sulphide，GLS）中，固定相邻轨迹之间的距离为8μm，飞秒激光刻写的轨迹折射率为2.418，当单根轨迹直径为3.0~7.0μm时出现的光子帯隙较宽。研究结果对飞秒激光在GLS玻璃中制作反谐振反射光波导具有一定的辅助作用。