圖1.折射率引導型光纖晶體光纖
 

折射率引導型PCF的傳光機理，與傳統階躍光纖的纖芯與包層界面處全反射的傳光機理類似。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成的二維光子晶體，其多孔的陣列結構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），因而包層材料的有效折射率n_eff低于纖芯n₁,即n_eff＜n₁，其折射率差構成了與傳統階躍光纖類同的內反射傳光機理。為此，又稱之為內全反射（Total Internal Reflection）PCF，簡稱TIR-PCF。
 

圖2.折射率引導型光纖晶體光纖特征參數
 

由于PCF的特殊結構，使之具有一些常規光纖難以具有的特性。對于普通的階躍折射率光纖，滿足單模傳輸的條件是
對于給定的光纖，對應著一個特定的波長，只有當工作波長時，才能保證單模傳輸；而對于光子晶體光纖，V參數同樣可以用來判斷PCF中的模式。但不同的是，通過適當的結構設計，如調節占空比，孔徑大小等可以使包層的有效折射率n_eff在一個很大的變化范圍內得到改變，而不再是常數。例如，可以獲得較大的相對折射率差Δ，其值甚至可超過常規光纖（約0.01）一個數量級以上。另一方面隨著波長的減小，光場越來越集中在折射率高（n₁）的纖芯中，這相當于等效地提高了包層折射率n_eff，從而有效地減小了纖芯與包層之間的折射率差Δ，使得歸一化頻率V趨于恒定值，因而使之能在更大的波長范圍內滿足單模傳輸條件。這表明，當空氣孔直徑d與空氣孔間距Δ之比d/Δ＜0.15時，光子晶體光纖對任意波長的光（從紫外到紅外的全波長范圍內），均可保證單模傳輸。此即重要的PCF無截止的單模傳輸特性。這一特性具有重要的意義。

二、具體應用

例如，由于上述結論中不涉及PCF的纖芯直徑D，即與光子晶體光纖的纖芯直徑無關。這就意味著當我們將光子晶體光纖用于激光，特別是飛秒激光的產生、放大和傳輸時，可以將纖芯做得較大。從而在保證單模傳輸和光束質量的情況下，不僅大大提高其能夠承受的平均功率，而且大大減小了因非線性效應對飛秒激光峰值功率的限制。此即高功率非低線性的應用。正因為如此，用大模場光子晶體光纖研制的飛秒激光振蕩級可輸出高達10 W的平均功率而沒有脈沖分裂，放大器輸出功率高達數百瓦而能保持高質量的單模輸出。

結語：目前，大模場光子晶體光纖的纖芯直徑已經接近100 um，平均功率數百瓦的單模高光束質量的飛秒激光放大系統已經實現；也可將纖芯面積做得很小，從而可以極大地提高泵浦效率。
 

昊量光電公司推出低損耗（<4 dB/Km@1060/1550 nm）、全波段（350-1750 nm）單模、純硅纖芯光子晶體光纖（寬帶單模光纖），芯徑為9 um；包層直徑為125 um；同時我們可提供不同芯徑產品系列(6-20 um 可選)，zui高可達20 um，利于傳輸更高功率；主要應用于光纖傳輸。

上述參數均為標準品，我們還可以根據客戶的實際需求實現產品定制化服務！

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