光子晶體中的光子帶隙。早在1987年，多倫多大學(xué)的Sajeev John和貝爾通信實(shí)驗(yàn)室的Eli Yablono-vitch就預(yù)言了光子帶隙，光子帶隙成為20世紀(jì)90年代初期光子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。他們的研究設(shè)想是通過(guò)建立合適的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，從而有選擇性地阻止部分具有特定能級(jí)（相對(duì)光子帶隙而言是指波長(zhǎng)）的光子傳輸，而讓其他波長(zhǎng)的光子自由通過(guò)。此外，波導(dǎo)周期性折射率的微小變化會(huì)在光子帶隙中引入新的能級(jí)，猶如在傳統(tǒng)半導(dǎo)體的帶隙中產(chǎn)生新的能級(jí)。然而，此時(shí)建立這種合適的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)已被證明是相當(dāng)困難的，直到1991年，Yablono-vitch等通過(guò)在一塊折射率為3.6的材料中鉆出多個(gè)直徑為1mm的小孔，實(shí)現(xiàn)了 ...

。圖1是一維光子帶隙光纖，即在空氣孔邊緣附件構(gòu)造周期的輻射狀折射率改變。圖1、一維光子帶隙光纖二維光子帶隙光纖由P.Russell首次制備而成，如圖2所示，這種光纖具有比固態(tài)纖芯光纖更加低的傳輸損耗。圖2、二維光子帶隙光纖二、空心光纖的傳輸原理包層中含有空氣孔的周期性二維陣列的實(shí)芯光子晶體光纖的導(dǎo)波機(jī)制，通常被認(rèn)為是傳統(tǒng)的全內(nèi)反射（Total Internal Reflection-TIR）。在所謂的光子帶隙光纖（Photonic-Bandgap Fiber）中，空氣孔的周期特性至關(guān)重要，因?yàn)樗ㄟ^(guò)包層內(nèi)折射率的周期變化將光模限制在纖芯內(nèi)。對(duì)于空心光子晶體光纖，充滿空氣的芯的折射率小于包層材料 ...

出了空芯單模光子帶隙型光子晶體光纖（HollowCoreSingle-Mode Photonic Band Gap Photonic Crystal Fiber,HC-SM-PBG-PCF）,該光纖的纖芯為中空的，充滿了空氣，包層為二維的空氣孔周期性排列的結(jié)構(gòu)，這種二維的周期性結(jié)構(gòu)形成了特定的光子禁帶，可以將一定頻率的光限制在纖芯中進(jìn)行傳輸。這種空芯光纖可以克服常規(guī)階躍折射率單模光纖的基本限制，理論上可以大幅度降低損耗極限、具有較低的非線性，并且可以提高光的損傷閾值。為此，科學(xué)家們對(duì)光子晶體光纖技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，中空的光子晶體光纖在降低損耗過(guò)程中遇到了很大的困難，衰減一直處于1dB/Km以 ...

孔），稱其為光子帶隙引導(dǎo)型光子晶體光纖。圖1.折射率引導(dǎo)型光纖晶體光纖折射率引導(dǎo)型PCF的傳光機(jī)理，與傳統(tǒng)階躍光纖的纖芯與包層界面處全反射的傳光機(jī)理類似。纖芯為石英材料，其折射率為n1；包層則為由石英材料和空氣孔構(gòu)成的二維光子晶體，其多孔的陣列結(jié)構(gòu)有效地降低了包層的平均折射率（包層折射率可視為石英與空氣折射率的平均，并以空氣填充率加權(quán)），因而包層材料的有效折射率neff低于纖芯n1,即neff＜n1，其折射率差構(gòu)成了與傳統(tǒng)階躍光纖類同的內(nèi)反射傳光機(jī)理。為此，又稱之為內(nèi)全反射（TotalInternalReflection）PCF，簡(jiǎn)稱TIR-PCF。圖2.折射率引導(dǎo)型光纖晶體光纖特征參數(shù)由于P ...

個(gè)領(lǐng)域。利用光子帶隙結(jié)構(gòu)來(lái)解決光子晶體物理學(xué)中的一些基本問題，如局域場(chǎng)的加強(qiáng)、控制原子和分子的傳輸、增強(qiáng)非線性光學(xué)效應(yīng)、研究電子和微腔、光子晶體中的輻射模式耦合的電動(dòng)力學(xué)過(guò)程等。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)和理論研究結(jié)果都表明，光子晶體光纖可以解決許多非線性光學(xué)方面的問題，產(chǎn)生寬帶輻射、超短光脈沖，提高非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換的效率，用于光交換等。不難想象，隨著對(duì)PCF研究的不斷深入，相信PCF將在光學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出更廣泛的應(yīng)用前景，并為實(shí)現(xiàn)更高效、高性能的光學(xué)器件和系統(tǒng)開啟新的可能，從而推動(dòng)光學(xué)技術(shù)和科學(xué)研究的發(fā)展。如果您對(duì)光子晶體光纖有興趣，請(qǐng)?jiān)L問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁(yè)：https://www.auniontech. ...