The propagation loss of a fiber can be increased by coupling core mode and surface mode which will deteriorate the performance of photonic bandgap fiber (PBGF). In this paper, we presented an aircore PBGF for gas sensing applications. By designing Λ = 2.63 μm, d = 0.95 Λ, and Rcore= 1.13 Λ, where Λ is the distance between the adjacent air holes, the fiber was single-mode, no surface mode was supported with fiber, and more than 90% of the optical power was confined in the core. Furthermore, with optimizing the fiber structural parameters, at wavelength of l = 1.55 μm that is in acetylene gas absorption line, significant relative sensitivity of 92.5%, and acceptable confinement loss of 0.09 dB/m, were simultaneously achieved.

结合垂直沉积自组装法和旋涂法制备了由超薄金膜、发光层和三维光子晶体组成的三明治结构。通过对样品的衰减全反射曲线进行测量和分析，发现该三明治结构的光学特性取决于光子晶体的质量，高质量三维光子晶体使得三明治结构的衰减全反射曲线在48°和63°两个位置出现了反射波谷，而低质量三维光子晶体的三明治结构的反射波谷完全消失。与薄金膜发光层双层结构相比，该三明治结构的荧光特性曲线也出现了显著变化，单一辐射峰分裂为双峰，且位于600 nm的辐射峰比位于620 nm处的辐射峰要弱30%。

基于质点振荡的模型和数值模拟的方法，研究了波导参数和传播常数对光折变晶体与线性电介质界面光折变表面波类型和局域表面波模的影响。当波导参数大于传播常数时，在光折变晶体与线性电介质界面可以产生非局域表面波。当波导参数小于传播常数时，在光折变晶体与线性电介质界面可以产生振荡表面波和局域表面波。在局域表面波形成的系统内，正波导参数的光波能量比负波导参数的光波能量在光折变晶体内聚集得多。在给定一个局域表面波形成的物理系统，传播常数越大，表面波在线性电介质和光折变晶体中衰减就越快，对应表面波模的波峰离界面就越近。

表面模与纤芯基模耦合是使双空芯光子晶体光纤产生无耦合点的根本原因。为进一步探究双空芯光子晶体光纤中表面模的产生及控制机理，采用平面波展开和全矢量有限元法，分析了纤芯周围石英环相对厚度和纤芯的截切半径对表面模和无耦合点的影响。结果表明，纤芯截切半径固定时，随着石英环相对厚度的增大，无耦合点向长波长方向移动；石英环相对厚度固定为1时，纤芯最佳截切半径为0.9Λ～1.0Λ，可以较好地抑制表面模。这为新型双空芯光子晶体光纤的结构设计和现实应用提供了理论依据。

利用平面波展开法计算了圆六边形空气孔按三角形排列的光子晶体带隙,基于带隙图设计了移去7根玻璃毛细管形成纤芯、传输波长λ=1.55 μm的空芯光子带隙光纤的结构参量。随后利用全矢量有限元法计算了所设计的在纤芯-包层交界面处引入石英环的光纤,给出了在不同半径情况下沿z轴方向的光强分布、光强等高线分布图和损耗随引入石英环相对厚度的变化曲线。得出了光纤消除表面模、减小损耗的纤芯外半径取值范围为1.55Λ~1.7Λ,石英环的相对厚度取值范围为1.3～1.5或3.4～3.8。通过分析发现石英环的引入既可以抑制表面模也可以激发表面模,抑制还是激发有赖于纤芯外半径和石英环厚度的选择。