1.一种基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：其包括基底材料、多层包层空气孔以及高折射率掺杂棒；多层包层空气孔从内到外依次包括第一层空气孔、第二层空气孔、第三层空气孔、第四层空气孔以及第五层空气孔，第一层空气孔、第二层空气孔、第三层空气孔、第四层空气孔以及第五层空气孔均为正六边形结构；

所述第一层空气孔包括多个第一空气孔，所述第二层空气孔包括两个第二空气孔、两个第三空气孔以及多个第四空气孔，所述第三层空气孔包括一个第二空气孔、一个第三空气孔、四个第一空气孔以及多个第四空气孔，所述第四层空气孔以及第五层空气孔均包括多个第四空气孔，所述第三空气孔、第二空气孔、第四空气孔以及第一空气孔的尺寸依次减小；

第二层空气孔的两个第二空气孔与第三层空气孔的一个第二空气孔的圆心的连线形成第一正三角形，第二层空气孔的两个第三空气孔与第三层空气孔的一个第三空气孔的圆心的连线形成第二正三角形；第一正三角形和第二正三角形相对于光纤的圆心对称；

第三层空气孔的相邻的两个第一空气孔与第一层空气孔的一个第一空气孔的圆心的连线形成第三正三角形，第三层空气孔的剩余的相邻两个第一空气孔与第一层空气孔的一个第一空气孔的圆心的连线形成第四正三角形；第三正三角形和第四正三角形相对于光纤的圆心对称；第一正三角形和第三正三角形相交后形成第一六角星，第二正三角形和第四正三角形相交后形成第二六角星；所述高折射率掺杂棒位于第一六角星和第二六角星的中心处的第四空气孔中；

所述第一层空气孔围起来的区域构成模分复用器的中心纤芯。

2.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：第一六角星和第二六角星的中心处的高折射率掺杂棒直径大小均相同。

3.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：所述光子晶体光纤的基底材料为二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：最内一层空气孔的正六边形的顶点与光纤圆心之间的间距2Λ＝10μm，且所有几何中心中任意两个相邻的中心之间的间距均为Λ＝5μm。

5.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：所述第一空气孔的直径d1＝1.3μm。

6.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：所述第二空气孔直径d2＝3.2μm；所述第三空气孔直径d3＝4.2μm。

7.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：所述高折射率掺杂棒直径d＝2.5μm；第一六角星的高折射率掺杂棒的掺杂折射率差(折射率差定义为旁芯掺杂棒与光纤基底材料石英的折射率差)Δ1＝+0.0009；第二六角星的高折射率掺杂棒的掺杂折射率差Δ2＝+0.0007。

8.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：第四空气孔的直径d＝2.5μm。

9.根据权利要求1所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：模分复用器的由耦合长度、插入损耗与模式转换效率三个指标来进行表征，其中，耦合长度定义为光能量全部从双芯中的一个纤芯转移到另外一个纤芯所需要的传输距离，耦合长度表示为

式中ne和no分别代表偶模与奇模的模式有效折射率；

其中，插入损耗以输入和输出的能量比值为基准来进行表示，具体的表达式为式中，将在入射端旁芯中的输入总能量作为Pin，在确定的传输长度处的中心纤芯中的总能量作为Pout来进行计算；

其中，模式转换效率表达式如下

式中Pinput定义为旁芯的输入能量， 定义为在传输长度处旁芯基模所对应转换的LPmn高阶模的输出能量。

10.根据权利要求9所述的基于三芯光子晶体光纤的模分复用器，其特征在于：器件长度的选取可以根据实际需要采用以下方法进行确定：a、当模分复用器仅仅用于单一波长条件下的模式转换和复用时，首先利用公式(1)分别计算LP21和LP31两个模式的耦合长度LC1和LC2，然后再利用公式Lbest＝mLc1＝nLC2计算该模分复用器件的最佳长度Lbest；

其中，式中m、n分别取能够满足该等式成立的最小奇数值。

b、当模分复用器用于某一中心波长附近的宽带模式转换和复用时，首先利用仿真及公式(2)计算得到不同传输长度下的插入损耗随波长的第一变化关系，再利用仿真及公式(3)计算得到不同传输长度下模式LP21和LP31分别随波长的第二变化关系；然后优先选择中心波长处插入损耗最低所对应的传输长度作为器件长度的优选初始值，根据要保障的带宽条件，再利用的第二变化关系确认在优选初始值条件下在带宽边界处LP21和LP31两个模式的各自模式转换效率是否符合预期，如果符合预期则选择该优选初始值为器件长度，如果不符合预期则以该优先初始值为基础值，并在该值附近利用的第二变化关系寻找使得带宽边界处的高阶模转换效率符合预期的光纤长度作为器件长度。