由 Philip St. J. Russell 的研究小組在 20 世紀 90 年代開創(chuàng)的光子晶體光纖的發(fā)展和對各種可能應用的探索引起了人們的極大興趣。該領域是光子帶隙結構這一更廣泛的領域的一部分，同時也利用了其他概念，可以被認為是當前光學研究中最活躍的領域之一。部分原因是這些光纖在設計上提供許多自由度，以實現(xiàn)各種特殊性能，這使它們具有廣泛的應用(見下文)。 jGDuKb@:  
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光子晶體光纖的制作 85:mh\@-G  
氣孔呈三角形圖案，缺少中心孔。灰色區(qū)域表示玻璃，白色圓圈表示典型尺寸為幾微米的氣孔。 ?Elt;wL(  
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光子晶體光纖（也稱為孔狀光纖、孔輔助光纖、微結構光纖）的波導特性并非來自于空間變化的玻璃成分，而是來自排列緊密的微小氣孔，這些氣孔貫穿光纖的整個長度。這種氣孔可以通過使用具有（較大）氣孔的預制棒來獲得，例如通過堆疊毛細管或實心管(堆疊管技術)并將它們插入一個較大的管中來制成。通常，首先將預制棒被拉伸成直徑例如為1 mm 的棒，然后被拉伸成最終直徑例如為125 μm 的光纖。 A-u}&}l<  
特別是軟玻璃和聚合物（塑料）也可以通過擠壓法制造光子晶體光纖的預制件。由于孔的排列方式千差萬別，形成了具有不同性質(zhì)的光子晶體光纖。所有這些光子晶體光纖都可以視為特種光纖。 #*+$
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大多數(shù) PCF 由純?nèi)廴谑�英制成，這與上述制造技術兼容。然而，已經(jīng)證明了由其他材料制成的各種 PCF 中 ，最值得注意的是重金屬軟玻璃和聚合物（塑料光纖），有時甚至用于太赫茲輻射。另一個有趣的方法也是用 3D 打印技術生產(chǎn)軟玻璃 PCF 預制件。 1@q"rPE^  
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光子晶體光纖設計 <,&t}7M/:  
根據(jù)設計的不同，光波導的物理機制可能會有很大的不同。最重要的幾種設計如下。 io7Zv*&T0  
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三角形孔模式 LUA<N:  
最簡單(也是最常用)類型的光子晶體光纖具有三角形的氣孔圖案，其中一個氣孔缺失(見圖1)，即實芯被氣孔陣列包圍。這種光子晶體光纖的導向特性可以通過有效折射率模型大致地理解：缺失孔的區(qū)域具有更高的有效折射率，類似于傳統(tǒng)光纖中的纖芯。這種制導原理可以在非常寬的波長范圍內(nèi)工作；甚至可以在非常寬的光譜范圍內(nèi)獲得單模制導（無限單模光纖）。 9#\oGzDN  
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光子帶隙光纖 z+j3j2  
還有所謂的光子帶隙光纖（PBG 光纖），其具有完全不同的導向機制，基于包層區(qū)域的光子帶隙，被認為是二維光子晶體。基于這種機制，人們甚至可以在空芯（即低折射率區(qū)域）中獲得導向（見圖2），從而使大部分功率在中心孔中傳播。這種空氣引導空芯光子晶體光纖（或空芯帶隙光纖）可以具有非常低的非線性和極高的損傷閾值。 vZ|Wj] ;o  
光子帶隙光纖通常僅在相對較窄的波長區(qū)域（例如100–200nm）內(nèi)傳導光，并且可以用于例如具有高強度的脈沖壓縮，因為大部分功率在空芯中傳播。 n7bM
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放大器和激光器用有源光纖 PC& (1kJ  
用于光纖激光器和放大器的有源光子晶體光纖，可以通過使用稀土摻雜棒作為預制棒組件的中心元件。稀土摻雜劑（如鐿或鉺）傾向于增加折射率，但是這可以得到精確的補償，例如在芯材或預制件中額外摻雜氟或在包層中摻雜鍺，使得導向特性僅由光子微結構決定，而不是由傳統(tǒng)類型的折射率差決定。例如，使用稀土摻雜的 PCF，可以實現(xiàn)在1微米區(qū)域工作的孤子鎖模光纖激光器，其中光纖的色度色散通常在正常色散狀態(tài)，但在合適的設計中可能會出現(xiàn)異常。然而，也可以通過在激光諧振器中加入色散修正的無源光纖來實現(xiàn)色散管理。 .:Zb~  
對于高功率光纖激光器和放大器，可以使用雙包層 PCF （圖4 ),其中泵浦包層被空氣包層區(qū)域（空氣包層光纖）包圍。由于非常大的折射率對比度，泵浦包層可以具有非常高的數(shù)值孔徑（NA）,這顯著降低了泵浦源對光束質(zhì)量和亮度的要求。這種 PCF 設計還可以具有非常大的光纖芯模面積，同時僅引導單模，從而限制衍射輸出，因此適用于極高的輸出功率和極佳的光束質(zhì)量。另一個優(yōu)點是泵浦光遠離任何聚合物涂層，因此避免了涂層過熱可能造成的問題。