大多數用途的雙芯光纖都是基于雙芯光纖兩個纖芯間的模式耦合效應。通過單模光纖和雙芯光纖的連接，可制作出高性能的緊湊的全光纖耦合型濾波器，緊湊的全光纖Mach-Zehnder 干涉儀，緊湊的全光纖Michelson 干涉儀。下面重點介紹基于非同軸雙芯光纖的耦合型濾波器和Mach-Zehnder 干涉儀的原理及其應用設計，同時介紹雙芯光纖在光連接器、光纖放大器、光分插復用器、光開關、光學鑷子、光纖傳感方面的應用。
基于軸對稱雙芯光纖的耦合型濾波器
研究者們提出基于軸對稱雙芯光纖的耦合型濾波器，該濾波器將兩根普通單模光纖的芯子分別和一段長度為L 的兩個纖芯相同的軸對稱的非同軸雙芯光纖的中心熔接在一起，再將兩根單模光纖分別與寬帶光源和光譜分析儀相接，通過光譜分析儀則可觀察濾波器的梳狀譜。基于雙芯光纖耦合型的濾波器結構簡單，制作容易，但是由于軸對稱雙芯光纖與單模光纖的模場不匹配，會影響濾波器的耦合效率以及插入損耗。
改進的基于軸對稱雙芯光纖的耦合型濾波器
為減小插入損耗，研究者們提出了一種改進的基于軸對稱雙芯光纖的耦合型濾波器。該濾波器通過在線監測濾波器輸出功率的方法，將兩根普通單模光纖的芯子通過錯位方式分別和一段長度為L 的兩個纖芯相同的軸對稱的非同軸雙芯光纖的其中一個纖芯熔接在一起。這種濾波器插入損耗較小，但是需要分別精密對準單模光纖與雙芯光纖的其中一個芯子，花費較長時間，仍然存在一定的難度。
基于軸偏移雙芯光纖的耦合型濾波器
為解決以上問題，這里提出基于軸偏移雙芯光纖的耦合型濾波器。該濾波器將兩根單模光纖的芯子分別和一段長度為L 的兩個纖芯相同的軸偏移雙芯光纖的中心纖芯熔接在一起。由于單模光纖和軸偏移雙芯光纖的中心纖芯的波導對稱性，這種濾波器有利于雙芯光纖與單模光纖纖芯接續點的對準進行模場匹配，制作時間較短，能夠減小單模光纖和雙芯光纖之間的插入損耗，從而提高整個濾波器的性能。
基于軸對稱雙芯光纖的Mach-Zehnder 干涉儀
該干涉儀將兩根普通單模光纖的芯子分別和一段長度為L 的兩個纖芯折射率不相同( 即失配雙芯光纖) 的軸對稱的非同軸雙芯光纖的中心熔接在一起。雙芯光纖的兩個纖芯因存在差異而產生有效折射率差使光信號在兩個纖芯傳輸時產生相位差，在兩路光信號耦合到單模光纖時發生干涉。這種干涉儀結構簡單，制作容易，但是單模光纖與雙芯光纖熔接處由于模場不匹配而插入損耗較大。
為了解決上述干涉儀中插入損耗的問題，研究者們提出了一種改進的基于軸對稱雙芯光纖Mach-Zehnder 干涉儀。該干涉儀在兩處單模光纖與雙芯光纖熔接的位置分別進行熔融拉錐使單模光纖和雙芯光纖的模場實現較好的匹配，但是利用這種方法進行熔融拉錐的精確位置不容易確定。
改進的基于軸偏移雙芯光纖的Mach-Zehnder干涉儀
由于實際操作中不能確保拉制雙錐區域光纖具有良好的形狀對稱性的問題，在此提出一種改進的基于軸偏移雙芯光纖的Mach-Zehnder 干涉儀。該干涉儀將兩根普通單模光纖的芯子分別和軸偏移的非同軸雙芯光纖的中心纖芯熔接在一起，并在雙芯光纖上選擇兩處合適的位置進行熔融拉錐。這種濾波器有利于雙芯光纖與單模光纖纖芯接續點的對準，制作時間較短，能夠減小單模光纖和雙芯光纖之間的插入損耗; 同時能夠很好地控制兩個芯子間的能量耦合，從而提高整個濾波器的性能。
光連接器
光連接器的主要用途是用以實現光纖的接續。研究者們提出一種新型的基于雙芯光纖的連接器。將軸對稱的非同軸雙芯光纖( TCF) 連接到兩對芯子的相速度不一致的非對稱的雙對芯光纖( DPCF) ，經過遠端的DPCF 和雙子芯光纖最終分別與兩個單模光纖連接。此光連接器因低損耗和低信號串擾的特征，有良好的應用前景。
光纖放大器
基于雙芯光纖制作的摻鉺光纖放大器，可自動提供信道功率均衡，忽略放大器之間的損耗變化和信號的瞬態交叉飽和。該器件主要利用了信道的空間分離作用和鉺離子與功率相關的飽和特性。在雙芯摻鉺光纖均衡放大器中，兩纖芯均為Er3 + 摻雜。研究者們提出一種增益平坦的雙芯摻鉺光纖放大器。此放大器能在一定程度實現輸出功率均衡，適合未來通信發展中多信道多級放大波分復用光纖系統和網絡的要求。
光分插復用器
光分插復用器的作用是上傳和下載信號的節點，是長途干線網和城域網的重要組成部分。研究者們提出一種基于雙芯光纖的分插復用器。在兩根纖芯中寫入等長的光纖光柵后，從A1端輸入不同波長的信號光，光在非光柵區域相互耦合后進入光柵段，利用布拉格光柵將特定波長的光信號反射從B1端輸出，而其余信號則繼續向前傳輸，從而達到下載信號的作用。同理反方向輸入可實現了信號的上傳功能。
全光開關
光開關是對集成光路或者傳輸線路中的光信號進行相互邏輯操作或轉換的光學器件。研究者們提出了基于雙芯光纖的全光開關，其原理是利用雙芯光纖的耦合特性。
