光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber, PCF)因结构灵活可调而拥有普通光纤所不具备的色散特性,利用其截面折射率分布的改变可以实现满足色散补偿光纤的大折射率调制。基于PCF的色散补偿光纤以其优异的色散特性是目前PCF的一个重要研究领域。论文从理论上对双芯PCF的色散补偿原理、大负色散大模场设计以及在高速通信系统中的应用进行了研究。提出了一种外纤芯由高折射率介质组成的双芯PCF,该结构在耦合波长1.573μm处具有-6700ps/(nm·km)的大负色散,利用此光纤进行色散补偿将大幅缩减线路中所需光纤长度及引入的损耗。利用光纤中孔间距、孔径、介质折射率等不同参量的改变对色散特性产生的具体影响的规律总结,设计了一种耦合波长1550nm处有效模场面积36.7gm2、色散系数-1800ps/(nm·km)的大负色散大模场双芯PCF,这对有效抑制线路中的非线性效应具有重要作用。论文还通过在光纤外纤芯注入一种折射率随温度调节而改变的聚合物介质实现了动态色散补偿。当聚合物折射率从1.4185增加到1.4190时,色散曲线相位匹配波长从1.585μm移动至1.560μm,整个过程中所有曲线的色散峰值基本维持不变且所有色散系数均在-100至-800ps/(nm·km)之间,同时,各曲线还将C波段涵盖并在此带宽内展现了很好的色散平坦特型。