基于光子晶体光纤的耦合器具有结构简单、尺寸小、参数调节方便、耦合效率高、损耗低、设计灵活等优势，可以用来制作各种易于集成的光无源器件，诸如：光子晶体光纤定向耦合器及其偏振分束器。本文在横向模式耦合理论的基础上，采用有限元法分析了矩形结构双芯光子晶体光纤的模场分布及其耦合特性，研究发现由于双芯光子晶体光纤的高双折射特性与其气孔结构阵列参数具有密切的关系，增大竖直方向气孔间距或缩小横向气孔间距并减小气孔半径都有利于减小光纤的耦合长度，并可使耦合长度差也相应减小，因而可以通过改变光纤结构参数来调节耦合器件的耦合长度及耦合比；利用此种结构并依据两偏振方向耦合长度相同的特点，设计了两种结构参数不同的与偏振方向无关的定向耦合器，通过比较发现，在晶格参数为竖直间距Λ等于1.7μm，气孔直径d为0.728μm，横向间距w取值1.02μm时，所设计的耦合器可以在中心波长1.55μm附近实现功率耦合达到90%以上带宽超过410nm的工作带宽；在W和Λ分别取1.1μm和1.7μm的结构参数下，采用加入椭圆气孔的方法设计了一种新型偏振分束器，采用光束传播法对其耦合长度及分离比特性作了模拟及分析，实现了短耦合长度(125μm)和高分离比(-38dB)特性，并且分离比小于-20dB的带宽超过了80nm。