相比于传统激光器，光纤激光器具有良好的光束质量；输出功率密度高；增益介质拉制技术成熟，散热快；成本低廉，结构简单；耦合性好。传统单模光纤纤芯直径小，难以实现大模场面积且受到光纤非线性效应、热损伤等机制的限制，大幅度提高输出功率非常困难。光子晶体光纤由于其结构灵活多变，有效地克服了传统光纤激光器增益介质的缺陷，进而备受研究者的关注。本文设计了一种全固态掺镱正方晶格光子晶体光纤，使用全矢量有限元法结合MATLAB对其传输特性进行了数值模拟，研究了不同大介质柱尺寸d1/、介质柱间距和折射率差Δn的结构，得到不同结构的模式限制损耗、基模模场面积和弯曲损耗。数值模拟表明=25μm，d1/=0.5，ns=1.460，n0=1.452时该结构在1060nm处基模模场面积为4405μm2，可以实现单模传输，特别是当弯曲半径大于8cm时仍可以单模传输，可以在光纤激光器中作为增益光纤使用。以全固态光子晶体光纤激光器的速率方程和功率传输方程为基础，研究了光纤激光器输出特性。将本文设计的光纤结构应用于光纤激光器中，研究了光纤激光器不同参量对激光性能的影响，当R1=0.99，R2=0.13，L=10.6m，N=1.02×1025/m3时光纤激光器斜率效率达到90.57%。并以全固态光子晶体光纤基模模场面积为中间量，对光纤结构参量和光纤激光器激光性能之间的关系进行了研究，得到最佳模场面积为3520μm2，为设计光纤激光器增益光纤提供理论支撑。