二十世纪八十年代末兴起了对光子带隙材料——光子晶体的研究，可以产生光子带隙的周期性电介质则称为光子晶体。从光子晶体的概念出发，光子晶体光纤(PCF)是一种带有线缺陷的二维光子晶体。近十年来，光子晶体光纤(微结构光纤，多孔光纤)以其崭新的概念，优异的性能和潜在的广阔应用前景而成为国际光电子行业的热门话题。光子晶体光纤在光通信，非线性光学，超短脉冲激光及谐波，原子光谱学，光子晶体物理，高精度光谱学，光谱生物学，光数据传输等领域有着重要应用前景。PCF的优异性能使其成为最理想的第三代非线性光学介质，它突出的非线性特性表现在超连续光谱的产生、光孤子效应以及频率变换等方面，因此，对于PCF非线性特性的研究具有十分重要的学术意义和应用价值。本文着重分析了光子晶体光纤的非线性特性与其几何结构参数以及传输的光波长之间的关系，主要内容包括： 1、介绍光子晶体光纤的基本概念、分类、各种物理特性以及其应用研究的历史和现状。 2、较全面地研究了有关光子晶体光纤非线性特性最新的理论和实验进展，其中包括关于两种基本类型的光子晶体光纤非线性特性的各种实验现象及理论分析，并探讨了基于PCF非线性特性的全光纤器件的广阔应用前景。 3、深入研究了在计算光子晶体光纤各种性质方面常用的数值模拟方法的原理及其特点和适用情形，其中包括有限元法、有限差分法、传光束法、有效折射率法等。 4、重点采用有效折射率法推导计算了TIR型光子晶体光纤的非线性系数与其两个几何结构参数：包层空气孔半径和空气孔间距之间的关系，给出了输入光波长为1550nm处，非线性系数与这两个结构参数之间的关系曲线并对其进行了分析。给出了TIR型光子晶体光纤的非线性系数随输入光波长变化的曲线，分析了短波处高非线性系数产生的原因并指出这一特性的应用潜力。 5、设想并尝试了关于PBG型光子晶体光纤非线性系数的计算。即利用二维光子晶体带隙计算的有关方法得到不同的结构参数所对应的带隙带宽，从而找到中心波长。这里采用有限差分法计算光子带隙的带宽。