由 Philip St. J. Russell 的研究小組在 20 世紀(jì) 90 年代開創(chuàng)的
光子晶體光纖的發(fā)展和對(duì)各種可能應(yīng)用的探索引起了人們的極大興趣。該領(lǐng)域是光子帶隙結(jié)構(gòu)這一更廣泛的領(lǐng)域的一部分,同時(shí)也利用了其他概念,可以被認(rèn)為是當(dāng)前
光學(xué)研究中最活躍的領(lǐng)域之一。部分原因是這些光纖在設(shè)計(jì)上提供許多自由度,以實(shí)現(xiàn)各種特殊性能,這使它們具有廣泛的應(yīng)用(見下文)。
|Tuk9d4] *D!$gfa 光子晶體光纖的制作
w+(bkqz] 氣孔呈三角形圖案,缺少中心孔;疑珔^(qū)域表示玻璃,白色圓圈表示典型尺寸為幾微米的氣孔。
+FRXTku( PXz,[<ET?# xw(KSPN 圖1: 一種常用的實(shí)芯光子晶體光纖設(shè)計(jì)。
X!V@jo9? 光子晶體光纖(也稱為孔狀光纖、孔輔助光纖、微結(jié)構(gòu)光纖)的波導(dǎo)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(gè)長度。這種氣孔可以通過使用具有(較大)氣孔的預(yù)制棒來獲得,例如通過堆疊毛細(xì)管或?qū)嵭墓?堆疊管技術(shù))并將它們插入一個(gè)較大的管中來制成。通常,首先將預(yù)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。
.e%PK[o 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(yù)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。
m!L&_Z|j OV8Y)%t" 圖2:光子晶體光纖預(yù)制棒的檢測。圖片由南安普敦大學(xué)光電研究中心提供。
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@6w\q?.s 大多數(shù) PCF 由純?nèi)廴谑⒅瞥,這與上述制造技術(shù)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(shí)甚至用于太赫茲輻射。另一個(gè)有趣的方法也是用 3D 打印技術(shù)生產(chǎn)軟玻璃 PCF 預(yù)制件。
xH!{;i jk,:IG 光子晶體光纖設(shè)計(jì)
w0(A7L:L 根據(jù)設(shè)計(jì)的不同,光波導(dǎo)的物理機(jī)制可能會(huì)有很大的不同。最重要的幾種設(shè)計(jì)如下。
*6=2UJcJ ^noKk6Aaa 三角形孔模式