光子晶体光纤的特性、应用和发展前景

（二）光子带隙型PCF的特性与应用。光子带隙效应传导的PCF，由于它的芯可以是空的，因此理论上它将具有非常小的损耗，而且光在空气芯中传播可以大大减小光纤的非线性，从而大大提高拉曼散射、布里渊散射等非线性效应的激发阈值。空芯PCF的这些特性使它在能量传输及需要低非线性应用方面具有很大的潜力。

由于带隙光子晶体光纤的光能量只能被局域在缺陷中传播，因此这种光纤允许出现大于直角的光路弯曲，甚至可以在弯曲曲率半径小于波长的条件下传输，因而可以在光系统中极大地降低弯曲损耗，提高弯曲状态下的传光效率。

打破纤芯的对称结构，带隙光子晶体光纤也可以产生非常高的双折射效应，可以制成高保偏光纤。把空芯换成石英材料而在它的包层中填充高折射率的对温度敏感的液体，通过改变温度可以调谐光纤的禁带宽度以及光纤的色散等，可以制作可调谐光纤器件。

二、目前存在的问题和PCF发展前景

光子晶体光纤全新的结构和导光机制，优越的导模特性、优异的设计自由度给光纤通信及相关领域提供了一个广阔的发展平台，光子晶体光纤技术必将为光子技术带来深刻的变化。然而光子晶体光纤的研究才刚刚起步，许多方面还不成熟，有许多问题尚待解决。

首先，目前PCF的损耗还比较高，虽然在理论上PCF的损耗值可以降到低于普通单模光纤的水平，即在1550nm处低于0.2dB/km，但目前PCF的损耗水平被限制在了ldB/km左右或更高的水平上。因此光子晶体光纤在实际用于长距离光纤通信之前还有许多工艺上的问题必须解决。

其次，由于PCF一些比较奇异的参数，使得它的耦合的方法与传统的光纤有着极大的不同，并且PCF的尾端需要进行密封，否则由于毛细管效应，光纤会吸人液体或者气体。因此，在PCF大规模使用之前，需要解决PCF器件和普通单模光纤耦合的问题。

最后，进一步发展描述PCF的理论模型以精确预测PCF的特性，对于PCF技术的发展具有重要意义。

总之，光子晶体光纤拥有传统光纤所不具备的特性预示了它具有广泛的应用前景，作为新兴的技术，PCF正处于迅速发展之中。

参考文献：

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