空芯光纤
浏览次数：646次  最近更新：2020-06-10 10:30:25

与传统光纤不同，光子晶体光纤不是通过全内反射导光。相反，光子晶体光纤导引光的原理与多层镜的反射原理非常类似。多层镜是通过众多介质面的同相反射达到全反射的效果。在空心光子晶体光纤中，二维微小空气孔阵列贯穿整根光纤，它们的作用就相当于多层镜的各个介质层。要将光限制在纤芯中，纤芯周围的小孔必须排成非常均匀的有规则的格子，同时，它们必须接近以至快要接触为止。这样，包层的横截面就类似一个由硅细丝网组成蜂巢，有时候细丝小到100 nm粗。这种网格相当于理想的反射镜，把光限制在纤芯中，但是网格的反射作用会受传播常数限制。因此，空心光子晶体光纤的光谱响应范围与传统光纤差异较大，它只能在一定频率范围内导光，典型值是在中心频率20%左右的范围。尽管这样，空心光子晶体光纤中的模式分布还是与传统单模光纤非常类似.

制造

空心光子晶体光纤可以用标准的光纤拉制设备来制造。首先，将几百个薄壁毛细管堆积在一起制成半成品。然后经过套包层、拉丝、镀聚合物，得到尺寸和机械特性与标准单模光纤非常相似的光纤。空心光子晶体光纤的制造工艺发展非常迅速，甚至可以制造长度不限、光学性质一致的光纤—— 至少由熔融石英玻璃制成的空心光子晶体光纤可以达到这样的效果。

因为实际上只有极少数光在玻璃中传输，所以空心光子晶体光纤的能量传输的能力要远远优越于传统的光纤。

虽然空心光子晶体光纤的传输带宽很大程度上由包层的光子带隙决定，但是芯的尺寸和形状以及空心周围固体材料分布的微小变化都会明显地改变光纤的光学性质。因此，当前很多研究工作围绕改善光纤设计以及相关制造工艺，就一点也不会让人觉得惊讶了。