光子晶体光纤由于其独特的结构，广泛应用于光通信、传感以及非线性应用等方面。色散会引起信号产生畸变，必须予以补偿。本文对色散的原理以及色散补偿技术进行了详细的阐述，设计了一种八角格子色散补偿光纤并对其性能进行了详细的分析。运用全矢量有限元法分析了同轴双芯光纤以及有限包层光子晶体光纤中的泄露模耦合情况。发现了包层为有限的光子晶体光纤在传感领域的应用潜力。本文的主要研究内容如下：对比了八角格子光子晶体光纤和六角格子光子晶体光纤在空气孔填充率相等的情况下，二者的传输性能。结果表明，八角格子光子晶体光纤在对光的束缚能力、单模传输范围、色散以及限制损耗等方面优于六角格子光子晶体光纤，可以更好的应用于光通信系统中。基于八角格子光子晶体光纤的性能优于六角格子光子晶体光纤，设计了一种八角格子色散补偿光纤。此光纤在S+C+L波段具有负色散，在通信窗口1.55μm处获得了最小值达-1500ps/nm/km。同时，光纤的限制损耗低于3.3dB/km，非线性效应也得到显著抑制。对所设计的八角格子色散补偿光纤的泄露模的耦合进行了研究。研究表明所设计的色散补偿光纤在1.55μm波长处不仅满足相位匹配条件，还满足限制损耗匹配条件。因此此八角格子色散补偿光纤可以很好的运用于波分复用系统中。通过改变结构参数，研究了泄漏模耦合与结构参数之间的关系。利用限制损耗分析了八角格子包层数为有限的光子晶体光纤的纤芯与外部介质的泄露模耦合。分析发现外包层与纤芯的耦合会产生限制损耗的峰值。讨论了纤芯基模的限制损耗与包层数、外包层的直径以及外部介质之间的关系。在实际的光通信系统中，光纤外会涂覆材料以及填塞介质，对包层数为有限层光子晶体光纤的分析为实际的光纤应用提供了参考价值。基于八角格子包层数为有限的光子晶体光纤纤芯与外部介质的泄露模耦合的研究，发现了其可用于传感领域的潜质，与以往用光栅来做折射率传感相比，由于拉制好的光纤可以直接应用，而无需写光栅的步骤，因此它极大的降低了制作工艺的难度。