光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)由于具有传统光纤无法比拟的奇异特性,表现出许多奇异的特性,如无限波长单模传输、大模场面积单模传输、理想的色散可控、丰富强烈的非线性效应、超强双折射效应和超长距离传输等。因而吸引了学术界和产业界的广泛关注,在短短的十几年内取得了很大的进展。随着人们对通信的要求,光子晶体光纤理论分析方法基本成熟,制造工艺日益完善,各种各样的光子晶体光纤不断出现,对光子晶体光纤的研究热点正逐步向应用领域转移。但在通信领域,由于损耗、价格等原因,在长距离传输方面,光子晶体光纤尚不能取代普通光纤。然而光子晶体光纤以其独特的传导机制和普通光纤无法比拟的性质,将成为下一代光通信器件的重要组成部分。本文在对光子晶体光纤的研究及对掺杂材料的了解基础上,采用矢量等效折射率模型对掺铒光子晶体光纤和掺锗光子晶体光纤的非线性特性进行了细致的研究。本文在研究光纤结构参量对非线性特性的影响的同时,考虑了掺杂浓度及掺杂半径对非线性特性的影响。从数值模拟方法入手,研究了掺铒及掺锗光子晶体光纤结构参数对非线性特性的影响,为后面的具体研究做好铺垫。本文首先研究的是掺铒光子晶体光纤的非线性特性,通过改变空气孔间距、孔半径、掺杂浓度等参量,分析了在纤芯中掺杂稀土离子Er3+后,光纤的非线性系数的变化。其次,我们又研究了掺锗光子晶体光纤的非线性特性,同样采用前面提出的方法进行计算,数值模拟分析得到的结果与其他文献用有限元法得到的结果相一致,证明本文采用的方法是正确的。