光子晶体光纤分为几类

光子晶体光纤

又被称为微结构光纤，近年来引起广泛关注，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在光纤芯区传播。光子晶体光纤有很多奇特的性质。例如，可以在很宽的带宽范围内只支持一个模式传输；包层区气孔的排列方式能够极大地影响模式性质；排列不对称的气孔也可以产生很大的双折射效应，这为我们设计高性能的偏振器件提供了可能。

概念的提出

光子晶体的概念最早出现在1987年，当时有人提出，半导体的电子带隙有着与光学类似的周期性介质结构。其中最有发展前途的领域是光子晶体在光纤技术中的应用。它涉及的主要议题是高折射率光纤的周期性微结构（它们通常由以二氧化硅为背景材料的空气孔组成）。这种被谈论着的光纤通常称之为光子晶体光纤（PCFs），这种新型光波导可方便地分为两个截然不同的群体。第一种光纤具有高折射率芯层（一般是固体硅），并被二维光子晶体包层所包围的结构。这些光纤有类似于常规光纤的性质，其工作原理是由内部全反射（TIR）形成波导；相比于传统的折射率传导，光子晶体包层的有效折射率允许芯层有更高的折射率。因此，重要的是要注意到，这些我们所谓的内部全反射光子晶体光纤（TIR-PCFs）

，实际上完全不依赖于光子带隙（

PBG

）效应。与TIR-PCFs截然不同的另一种光纤，其光子晶体包层显示的是光子带隙效应，它利用这种效应把光束控制在芯层内。这些光纤（PBG-PCFs）表现出可观的性能，其中最重要的是能力控制和引导光束在具有比包层折射率低的芯层内传播。相比而言，内部全反射光子晶体光纤（TIR-PCFs）首先是被制造出来的，而真正的光子带隙传导光纤（PBG-PCFs）只是在近期才得到实验证明。

光纤是用来传导光的，现在最重要的应用领域就是光通讯，编码器先根据数字信号对激光进行编码，然后通过光纤传输到目的地，再由解码器把光信号解读成数字信号。

到目前为止，按主要工作原理，可以把激光器分类为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、化学激光器、自由电子激光器。最先被发明出来的是固体激光器。但是这种激光器并不适用于光纤通讯。因为固体激光器普遍体积较大，而光通讯要求的是小巧轻便，以便与极细的光纤进行耦合。而且那个年代固体激光器发射的激光波长与光纤的最佳窗口波长1310nm、1550nm也不吻合。所以很难与光纤搭配应用。

而半导体激光器出现以后，人们就发现，原来它跟光纤才是绝配。半导体激光器是电泵浦，不需要泵浦光源，通俗点说就是插上电就能亮。半导体激光器功率虽小，但是功率效率较高，激光阈值很低，用很少的电能就可以驱动，光纤通讯本身也不需要太强的激光功率。而且半导体激光器可以很小很小，1厘米上可以做几十个，也就是说信号通量可以做到很大。再有就是半导体激光器的发光波长取决于其中发光二级管的材料，而通过合适的选材和掺杂，正好可以做成1310和1550纳米波长的。这些特点使得它与光纤可以很好地契合在一起，在光通讯领域大展拳脚。也正是因为半导体激光器的出现，光纤才真正应用在实用领域。

---