近年来,负折射率介质材料的反常电磁特性逐渐被提出,揭示出它在光和电磁波领域的重要的潜在应用价值,激起了人们极大的研究热情。另外,它在新型波导和光纤中的应用研究也成为目前的一个研究热点。采用全矢量的方法,推导出了内包层为左手材料,纤芯和外包层为常规材料的W型双包层光纤的特征方程,通过数值模拟分析了在一定频段范围内的模式分布,提出了单模传输模式及条件、比较了HE₁₁模式的B-V色散曲线和右手材料光纤的区别,模拟了HE₁₁模式和HE₁₂模式随内包层厚度和内包层相对折射率变化的B-V色散特性,群时延和波导色散特性,并提出了潜在的应用价值。本论文主要内容及创新点如下:1,建立了内包层为负折射率材料W型双包层阶跃光纤模型,并从最基本的电磁场理论出发采用全矢量的方法推导出了特征方程。2,采用与常规材料双包层光纤比较的方法,数值模拟了HE₁₁模式的B-V色散曲线,发现负折射率材料光纤HE₁₁模式B-V色散曲线随着内包层厚度和相对折射率变化逐渐变陡,整个模式所分布的频段变得狭窄,这些特性几乎和常规W型双包层光纤特性相反。3,数值模拟了一定频率范围内的模式分布,随着内包层厚度和相对折射率的增大,发现HE₁₂模式可以实现整个模式的单模传输,而光纤通信中单模传输更具有实际意义。4,针对单模模式进行深入分析,随着内包层负折射材料厚度的增加,同一模式同一频率下出现不同的传播常数,但内包层相对折射率的变化,B-V曲线近似向左平移,曲线形状变化不大。5,通过调节内包层厚度及内包层相对折射率,对HE₁₁模式的群时延和波导色散进行数值模拟分析,发现了较宽频段近零色散平坦区域。6,通过调节内包层厚度及内包层相对折射率,对单模模式HE₁₂模式的群时延和波导色散进行数值模拟分析,发现其数值远远大于同等参数同等模型常规材料光纤,并且是目前已报道大负色散光纤的数十倍,而且可以保证较大的纤芯半径等,为设计新型色散补偿光纤及新型光纤器件提供理论基础。