互联网以及5G网络、物联网、车联网等技术的快速发展,使得作为信息传输主要媒介的光纤的容量也需要不断提升。近年来,受非线性效应限制,单模光纤的传输容量已经接近香农极限。为了进一步提升光纤传输容量,研究人员提出了用以突破光纤单模传输条件的新型技术,即模分复用技术。模分复用技术是以少模光纤为传输主体,利用少模光纤中的不同模式独立传输不同的信息。少模光纤除了在模分复用方面的应用外,还可以通过选择性的激发高阶模,实现色散补偿、超短脉冲传输和非线性应用。因此对模式的控制和选择就成为了关键技术。在波分复用中,光滤波器用来进行波长的选择,是波分复用的重要器件。同样在少模光纤的应用中,滤模器也是重要的模式操控器件。现阶段已经存在一些滤模设备可以提供模式的分离与复用,但是现阶段滤模器仍然存在滤除模式的损耗偏低、无法实时可调谐滤模等缺点。本文首先提出了花瓣形带隙微结构光纤,实现高效滤模。这种结构利用包层超模群和纤芯待滤除模式耦合的原理,再通过外加高折射率外包层破环包层的全内反射传导机制,从而使包层模式产生高泄漏损耗,最后达到滤除模式的效果。采用花瓣形内包层结构,可以减少内包层中最外层介质柱与高折射率外包层之间的距离,提高内包层传导模式的泄漏损耗。结果表明:花瓣形包层结构相比于圆形包层结构,可以提高滤除模式的损耗将近一个数量级。这种光纤可以对LP₀₁模进行有效的滤除,而不影响LP₁₁模的传输,且光纤的长度仅为46mm。本文不仅分析了花瓣形包层结构提升滤模效果的原因,又提出了新的花瓣形纤芯结构,可以实现对折射率相近的LP₂₁和LP₀₂模进行分离。在利用花瓣形内包层结构的基础上,本文又提出可调滤模光纤的解决方案,即以液体填充包层孔,使包层形成的超模群有效折射率区间可以通过环境温度来调节,从而达到可调谐选择性滤模的目的;同时,以液体柱中传输的LP₁₁模形成的超模群作为耦合模式,有效增大了其工作带宽和温度调谐范围。数值模拟结果表明,采用长度仅71.4mm的滤模光纤,可以对光纤中的四个模式进行选择性滤除,能实现待滤除特定模式的损耗达到20dB以上,而其它模式损耗均在1 dB以下。本文所提出的光纤可以在少模光纤传输系统中作为滤模器,以降低模式转换器、复用器/解复用器以及光开关和光路由等的模式串扰。