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光纤光栅用柚子型光子晶体光纤的设计与制备隋宁菠;杭利军;刘杰;魏国盛【摘要】A new type grapefruit PCF was developed and the fabrication progress of the PCF was analyzed in detail. In terms of making preform, the special tool which was developed to assist to make preform and it improved the consistency of preform. In terms of drawing fiber, the high-precision minute-pressure control system was developed to control the inner pressure of quartz capillary. A mass of experiments indicates that the homogeneous structure, low-loss and high strength grapefruit PCF can be made when temperature between 1 850℃ and 1 900℃ and pressure between 1 500 Pa and 2 000 Pa. The properties of fiber were measured and analyzed that fiber diameter is 130 urn, coating diameter is 250 urn, mode field diameter is 11.27 μm and the loss is 3.5 dB/km at operating wavelength of 1 550 ran. The test result indicates that the developed grapefruit PCF's parameter of geometry and optics has reached the demand of the engineered application. Furthermore, it establishes the theoretical foundation of making further development on high sensitivity fiber grating.%本文采用堆拉法自主研制了一种新型的柚子型光子晶体光纤,并详细分析了光子晶体光纤的制作工艺.在预制棒制作方面,设计了独特的拼装工具辅助预制棒的拼装,提高了预制棒的一致性.在光纤拉制方面,设计了精度较高的微压控制系统来控制毛细管内压力的大小.经多次试验表明:当温度在1850～1900℃、压力在1 500～2 000 Pa时,可以得到结构相对均匀、损耗较小、强度较好的柚子型光子晶体光纤.对光纤性能进行了测试分析,光纤包层直径为130 μm,涂敷层直径为250 μm,在1 550 nm处模场直径为11.27 μm,光纤损耗为3.5 dB/km,测试结果表明,研制的柚子型光子晶体光纤的几何参数和光学参数已达到工程化应用指标,为进一步开发高灵敏度的光纤光栅奠定了理论基础.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2011(038)012【总页数】5页(P110-114)【关键词】光子晶体光纤;光纤光栅;制备技术【作者】隋宁菠;杭利军;刘杰;魏国盛【作者单位】北京一轻研究院,北京101111;北京一轻研究院,北京101111;江汉油田勘探开发研究院计算中心,湖北潜江431700;北京一轻研究院,北京101111【正文语种】中文【中图分类】TN253;TN818光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber，PCF)的概念最早由ST. J. Russell等人于1992年提出，它由石英棒或石英毛细管排列而成，在中心形成缺陷，所以又被称为多孔光纤(Holy Fiber)或微结构光纤(Micro-structured Fiber)[1]。
光子晶体光纤特性及应用【摘要】光子晶体光纤以其特殊的传输机理和优异的性能，其应用领域正不断扩大，本文介绍了光子晶体光纤的概念、原理和分类，说明两种光子晶体光纤的结构，并讨论了光子晶体光纤的特性及相应的应用。
【关键词】光子晶体光纤；微结构光纤；光子带隙1 概述光子晶体可以认为是一种由折射率周期性变化而产生光子能带和带隙的物质。
频率处于禁带范围内的光子不能在这种物质中传播，如在光子晶体中引入缺陷以破坏其周期性结构时，光子带隙就会形成具有一定频带宽度的缺陷区，与其对于的特定频率的光波可以在其中传播。
这就是光子晶体概念的来源。
光子晶体光纤又称为微结构光纤是一种二维光子晶体，通常的结构为光纤的横截面内存在着很多按一定规律周期性排列的空气孔，这些孔的尺寸和光波的波长相当。
如在周期性的结构中引入线缺陷，如改变孔径的大小，或以玻璃代替空气孔，便形成了光子晶体光纤结构，光可以沿着缺陷在光纤中传输。
缺陷构成光子晶体光纤的纤芯，缺陷外的周期性结构便是光子晶体光纤的包层，光在缺陷内传播。
光子晶体光纤是具有空洞的微列阵结构的光纤，被称为多孔光纤或微结构光纤。
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。
2 光子晶体光纤的结构根据传光机制，光子晶体光纤可以分为两大类，全反射型光子晶体光纤和光子带隙型光子晶体光纤。
2.1全反射型光子晶体光纤的结构。
全反射型光子晶体光纤和传统光纤的传光原理相似，利用光纤内部全反射（TIR）原理，使被传送的光能量在高折射率实体的“芯”中传播，周围规则排列的微结构做为低折射率的光学皮层，如图1和图2所示。
2.2光子带隙型光子晶体光纤结构。
这种类型的光纤不是光的全反射原理，而是利用光子晶体的光子带隙效应（PBG），被传送的光被光子带隙限定在“芯”中，沿微结构方向传输。
如图3和图4所示，光子带隙型光子晶体光纤的结构，中间空的部分是“芯”，周围规则排列的微结构区域是光纤的包层。
光子晶体绪论光子晶体是一种在微米亚微米等光波长的量级上折射率呈现周期性变化的介质材料，按照其折射率变化的周期性，可以分为一维、二维和三维光子晶体。
光子晶体的概念首先在1987年被E.Yablonovitch提出[1]。
1991年，由E. Yablonovitch制成了第一个微波波段的光子晶体后，随着各种工艺的发展，多种多样的晶体结构陆续的被制备出来，许多理论预测得到了验证。
光子晶体的原理光子晶体的原理是从类比晶体开始的。
晶体中原子的周期性的排列使晶体中产生了周期性的势场，当电子在这种周期性势场中运动时会受到布拉格散射，从而形成能带结构。
带与带之间可能存在带隙，电子波的能量如果落在带隙中，就无法继续传播。
不论电磁波还是其它波(如光波)，只要受到周期性调制，都有能带结构，也都可能出现带隙，而能量落在带隙中的波一样也不能传播。
光子晶体是在高折射率材料的某些位置周期性地出现低折射率(如人工造成的气泡)的材料，高低折射率的材料交替排列形成周期性结构就可以产生光子晶体带隙，从而由光带隙结构控制着光在光子晶体中的运动[2~5]。
自然界中存在一些有着光子晶体结构的物质，例如用来装饰的蛋白石( Opal)，还有一种深海老鼠身上的毛以及一种特殊的蝴蝶翅膀上的粉，它们在不同的角度反射不同波长的光。
通过研究发现它们都是由大小均匀的微米、亚微米量级的结构密堆积而成的[6~7]。
参见图1~5。
但是，这些都是粗糙的光子晶体，因为它们没有形成完全的禁带的形成与大小同两种材料的折射率的差、填充比以及排列方式有着密切的联系。
一般说来，两种材料的折射率差值越大，就越有可能形成光子禁带，当两种材料的折射率差大于2的情况，可以形成完全禁带。
在自然界尚未曾发现此类的晶体。
因实验研究使用的光子晶体必须经过人工制备。
常见的光子晶体的制备方法有自然生长法，机械制备法，光刻法，光学方法，化学刻蚀方法，薄膜生长法，胶体自组织密堆积方法，反蛋白石光子晶体合成方法等[8~13]。
光子晶体光纤空心光纤
光子晶体光纤是一种新型的光纤传输介质，其内部的光子晶体结构能够有效地控制光的传输和传播，提供了更高的传输速率和更低的传输损耗。
空心光纤是另一种特殊的光纤结构，与传统的实心光纤相比，其内部存在空气或真空的空腔，使光能够在空腔内传输，从而减少了光的传播损耗。
光子晶体光纤和空心光纤都具有独特的优势和应用领域。
光子晶体光纤的光子晶体结构可以通过改变晶格常数或填充材料来调控光的传输特性，从而实现对光的波长、偏振和模式等参数的控制。
这使得光子晶体光纤在光通信、光传感和光波导等领域具有广阔的应用前景。
空心光纤的空腔结构使得光能够在空气或真空中传输，减少了光与固体材料之间的相互作用，从而大大降低了传输损耗。
此外，空气或真空的介质使得光在空腔中的传播速度更快，进一步提高了传输效率。
因此，空心光纤在高功率激光传输、光纤传感和气体检测等领域有着广泛的应用。
光子晶体光纤和空心光纤的结合将会进一步扩展光纤传输的应用领域。
通过在空心光纤内部填充光子晶体结构，可以实现对光的更精细的控制和调控。
这种结合将使光纤传输在光通信、光传感和激光
加工等领域发挥更大的作用。
光子晶体光纤和空心光纤作为两种新型的光纤传输介质，分别具有独特的优势和应用领域。
它们的结合将会进一步推动光纤技术的发展，为光通信、光传感和光波导等领域提供更加高效和可靠的解决方案。
光子准晶体光纤
光子准晶体光纤是一种具有光子晶体结构的光纤，光子晶体是具有光子带隙的周期性结构，在一定的波长范围内，光子不能在其中传播，而只能沿着光子带隙传播，因此光子准晶体光纤具有光子带隙导光的特性。
光子准晶体光纤的制造方法是将光纤端口的孔进行热处理熔化后就得到了无芯端盖，这种密封的端面可以在大模式面积光纤端面得到，因此具有更高的损伤阈值，可以用于放大很强的纳秒脉冲。
光子准晶体光纤也可以设计多芯光纤，例如单根光纤的纤芯结构规则排列，纤芯之间可能发生耦合也可能不发生耦合。
光子准晶体光纤在很多方面与标准光纤类似，但是在熔接过程中，空气会发生膨胀然后使光纤结构发生畸变，光纤也可以通过机械接点、光纤连接器、插接电缆、光束扩展单元等连接在一起。
光子晶体光纤简介及原理中文摘要: 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。
中文关键字：光子晶体光纤 PCF导光机理 PCF的特性英文摘要: In 1991, the emerging field of photonic crystals led to the development of photonic-crystal fiber which guides light by means of diffraction from a periodic structure, rather than total internal reflection. The first photonic crystal fibers became commercially available in 2000.[8] Photonic crystal fibers can be designed to carry higher power than conventional fiber, and their wavelength dependent properties can be manipulated to improve their performance in certain applications.英文关键字: photonic-crystal fiber光子晶体（PC）是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学微结构材料，其概念是1987年分别由S. Jo n和E. Yablonovitch提出来的，就是将不同介电常数的介质材料在一维、二维或者三维空间组成具有光波长量级的折射率周期性变化的结构材料。
空心光子晶体光纤能够通过空气而不是玻璃导光，因此在很多应用领域它比传统的光纤更有优势并将最终取代传统的光纤。
光学物理学家探索的光子晶体材料应用中，光纤无疑是最具有前景的一项应用。
光子晶体光纤（PCF）是一种新型光波导，具有与普通光纤截然不同的特性。
这种新型光纤可以分为两个基本类型——折射率波导和带隙波导。
由于横向折射率分布有很大的自由度，所以折射率波导型光子晶体光纤可以设计成具有高度反常色散、非线性以及双折射等特性的光纤。
但是，在这些类型光纤中，大部分光线仍然在玻璃中传播。
带隙波导型与空心光纤公认是光子晶体光纤技术中最具革命性创新，在这类光子晶体光纤中，通过在光纤包层中产生光子带隙可以将光限制在中央的空心核中传播。
采用空心，而不是传统掺杂高纯度硅纤芯，其优点是光纤性能不受纤芯的材料特性限制。
传统光纤的损伤阈值、衰减、非线性效应和群速度色散等参数都要受到硅材料相应参数的影响。
通过合理设计，空心光纤可以实现超过99%的光在空气中而不是在玻璃中传播，从而大大降低了光纤材料特性对光学性质和光纤性能的影响。
因此在很多重要领域，空心光子晶体光纤（HC-PCF）比传统光纤更有优势。
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100nm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。
第 21 卷 第 12 期2023 年 12 月Vol.21，No.12Dec.，2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology新型太赫兹光子晶体OAM光纤设计杨婧翾1，李巍2，成利敏1(1.廊坊师范学院电子信息工程学院，河北廊坊065000；2.北华航天工业学院电子与控制工程学院，河北廊坊065000)摘要：太赫兹通信兼具微波通信和光波通信的优势，是解决通信容量紧缺难题的最有效技术手段之一。
针对太赫兹波段吸收损耗严重及抗外在扰动差，难以支持长距传输问题，设计了一种基于环形光子晶体光纤(PCF)结构的新型太赫兹光纤。
以现有常见材料作为光纤基底材质，通过创新光纤结构中空气孔排布方式，抵消材料高吸收损耗，以支持高性能轨道角动量(OAM)模式传输。
选择最优参数，实现6个OAM模式群的高模式质量、低限制损耗和宽带宽的稳定传输。
在0.2~0.9 THz宽波段内，实现模式纯度超过88.9%，限制损耗小于10-7 dB/m。
通过软件仿真实验设计，解决了太赫兹与OAM技术相结合的关键问题，为模分复用(MDM)技术在太赫兹通信系统的应用奠定了理论研究基础。
关键词：轨道角动量；太赫兹通信；光子晶体光纤；模分复用中图分类号：TN914 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2023089Design of new terahertz photonic crystal fiber forOrbital Angular Momentum modes transmissionYANG Jingxuan1，LI Wei2，CHENG Limin1(1.School of Electrical Information Engineering，Langfang Normal University，Langfang Hebei 065000，China；2.School of Electronic and Control Engineering，North China Institute of Aerospace Engineering，Langfang Hebei 065000，China)AbstractAbstract：：Terahertz communication has the advantages of both microwave communication and optical communication, which is one of the most effective technical means to solve the problem ofcommunication capacity shortage. In order to solve the problems of serious absorption loss and poorexternal disturbance resistance in terahertz band, a new terahertz fiber based on circular PhotonicCrystal Fiber(PCF) structure is designed to support high performance Orbital Angular Momentum(OAM)modes transmission. The existing common materials are used as the fiber base material, and the highabsorption loss of materials is offset by the innovation of hollow porosity arrangement in the fiberstructure. The optimal parameters are selected to realize the stable transmission of six OAM mode groupswith high mode quality, low confinement loss and wide bandwidth. The mode purity is above 88.9% andthe confinement loss is below 10-7 dB/m in the 0.2~0.9 THz band. Through simulation, the key problemof combining terahertz and OAM technology is solved, which lays a theoretical foundation for theapplication of Mode Division Multiplexing(MDM) technology in terahertz communication system.KeywordsKeywords：：Orbital Angular Momentum；terahertz communication；Photonic Crystal Fiber；Mode Division Multiplexing随着信息互联网技术创新的快速发展，人工智能、高清视频、直播等新的应用方式受到了社会各界的广泛关注[1-3]。
光子晶体光纤设计与分析摘要：光学物理学家探索的光子晶体材料应用中，光纤无疑是最具有前景的一项应用。
光子晶体光纤（以下简称PCF）是一种新型光波导，具有与普通光纤截然不同的特性。
这种新型光纤可以分为两个基本类型——折射率波导和带隙波导。
由于横向折射率分布有很大的自由度，所以折射率波导型PCF可以设计成具有高度反常色散、非线性以及双折射等特性的光纤。
关键词：PCF原理结构分析制备特性应用正文：一.PCF的导光原理按导光机理来说，PCF可以分为两类：折射率导光机理和光子能隙导光机理。
1.1折射率导光机理周期性缺陷的纤芯折射率(石英玻璃)和周期性包层折射率(空气)之间有一定差别，从而使光能够在纤芯中传播，这种同，由于包层包含空气，所以这种机理称为改进的全内反射，这是因为空芯PCF中的小孔尺寸比传导光的波长还小的缘故[3]。
1.2光子能隙导光机理理论上求解光波在光子晶体中的本征方程即可导出实芯和空芯PCF的传导条件，即光子能隙导光理论。
如图2所示，光纤中心为空芯，虽然空芯折射率比包层石英玻璃低，但仍能保证光不折射出去，这是因为包层中的小孔点阵构成光子晶体。
当小孔间距和小孔直径满足一定条件时，其光子能隙范围内就能阻止相应光传播，光被限制在中心空芯之内传输。
最近有研究表明，这种PCF可传输99%以上的光能，而空间光衰减极低，光纤衰减只有标准光纤的1/2～1/4[4]。
空芯PCF光子能隙传光机理具体解释为：在空芯PCF中形成周期性的缺陷是空气，传光机理是利用包层对一定波长的光形成光子能隙，光波只能在空气芯形成的缺陷中存在和传播。
虽然在空芯PCF 中不能发生全内反射，包层中的小孔点阵结构起到反射镜的作用，使光在许多小孔的空气和石英玻璃界面多次发生反射。
二．PCF的结构与制作PCF的结构一般是在石英光纤中沿径向有规律地排列着许多空气孔道，这些微小的孔道沿光纤轴线平行排列。
根据其结构类型可以分为实心光纤和空心光纤。
实心光纤是纤芯为石英玻璃、包层为石英玻璃中分布许多空气孔道和石英玻璃壁的组合体。
空心光纤的纤芯为一条直径较大的空气孔道，包层与实心光纤类似。
通过设计这些空气孔的位置、大小、间距及占空比等波长量级的特征参数，对某以波段形成带隙，从而对这一波段的光传播是实现控制。
光子晶体的制作都要经过拉伸、堆积和熔合等过程,如Knight J C 等的制作方法:(1)取一根直径为30mm的石英棒,沿其轴线方向上钻一条直径为16mm的孔,随后将石英棒研磨成一个正六棱柱;(2)把该石英棒放在2000℃的光纤拉丝塔中,将它拉成直径为0.8mm的细长正六棱柱丝;(3)把正六棱柱丝切成适当长度的若干段,然后堆积成需要的晶体结构,再把它们放到拉丝塔中熔合、拉伸,使内部空气孔的间距减小到50Λm左右,形成更细的石英丝;(4)在以上工作的基础上,把上述石英丝高温拉伸,形成最后的PCF。
在以上3个阶段的拉伸过程中,晶胞减少了104数量级以上,最后形成的光子晶体的孔间距在2Λm左右。
PCF 沿着石英丝的轴向均匀排列着空气孔,从PCF 的横切面看,存在着周期性的二维结构。
如果核心处引入一个多余的空气孔,或者在应该出现空气孔的地方由均匀硅代替,从而在光子晶体中引入一个“缺陷”作为核心。
三.PCF的参数特性3.1空心PCF空心PCF中的光是在由周期性排列的硅材料空气孔围成的空心中传输。
因为只有很少一部分光在硅材料中传输，所以相对于常规光纤来说，材料的非线性效应明显降低，损耗也大为减少。
据预测，空心光子晶体光纤最有可能成为下一代超低损耗传输光纤，在不久的将来，空心PCF将广泛应用于光传输，脉冲整形和压缩，传感光学和非线性光学中。
目前，已开发出多种商用空心光子带隙光纤，波长覆盖440nm~2000nm。
3.2高非线性PCF高非线性PCF中的光是在由周期性排列的硅材料空气孔围成的实心硅纤芯中传输。
通过选择相应的纤芯直径，零色散波长可以选定在可见光和近红外波长范围(670nm~880nm)，使得这些光纤特别适合于采用掺钛蓝宝石激光或Nb3+泵浦激光光源的超连续光发生器。
Blaze photonics的PCF非线性效应可达245W-1km-1，可用于频率度量学、光谱学或光学相干摄影学中超连续光发生器。
3.3宽带单模PCF常规单模光纤实际上是波长比二次模截止波长小的多模光纤，而宽带单模光子晶体光纤是真正意义上的单模光纤。
这种特性是由于其包层由周期性排列的多孔结构构成。
Blaze photonics的宽带单模光子晶体光纤的损耗低于0.8dB/km，主要用于空间单模场宽带辐射传输，短波长光传输，传感器和干涉仪。
3.4保偏PCF传统保偏光纤双折射现象由纤芯附近差异热扩张的合成材料形成，当光纤在拉制降温过程中差异热扩张产生压力。
相反保偏光子晶体光纤是由非周期结构纤芯中空气和玻璃的大折射率差而形成双折射现象，从而得到更小的拍长，减小偏振态和保偏消光比之间的耦合曲率[7]。
例如Blaze photonics的保偏光子晶体光纤还有比传统保偏光纤低得多的温度敏感性，其拍长可小于4mm(1550nm波长)，损耗小于1.5dB/km。
3.5超连续光谱发生器的PCF超连续PCF是特别设计用来把一种新的Q变换Nb3+微芯片激光器变成一种结构紧密，低成本，谱宽覆盖550nm~1600nm范围，平坦度好于5dB的超亮光超连续光源。
由于有较好的色散系数，20m长的这种光纤就可以实现与脉冲为1ns，重复率为6k，与1064nm平均功率为几十毫瓦激光器具有几乎相同的变换效率。
超连续光源主要应用于光子学设备的测试、低相干白光干涉计、光相干摄像和光谱学中[8]。
3.6大数值孔径多模PCF大数值孔径多模PCF中的光是在由同心环的硅材料空气孔围成的实心硅纤芯中传输。
由于实心纤芯和包层的大折射率差，使得该光纤数值孔径比全硅多模光纤大得多。
大数值孔径增加了从白炽灯或弧光灯热光源和从低亮度半导体激光器获取光的能力。
这种光纤在633nm处数值孔径可达0.6，主要应用于白炽灯或弧光灯光的传输、低亮度泵浦激光的传输以及光传感器中。
四．PCF的特性PCF有着以下许多奇异特性:4.1无截止单模( Endlessly Single Mode)传输普通单模光纤随着纤芯尺寸的增加会变成多模光纤。
而对于PCF ,只要其空气孔径与孔间距之比小于0. 2 ,无论什么波长都能单模传输,似乎不存在截止波长。
这就是无截止单模传输特性。
这种光纤可在从蓝光到2μm 的光波下单模传输。
更为奇特的是这种特性与光纤的绝对尺寸无关,因此通过改变空气孔间距可调节模场面积。
在1 550 n m可达1～800 μm2 ,实际上已制成了680 μm2 的大模场PCF ,大约是常规光纤的10 倍。
小模场有利于非线性产生,大模场可防止发生非线性。
这对于提高或降低光学非线性有极重要的意义。
这种光纤具有很多潜在应用,如激光器和放大器(利用高非线性光纤) ,低非线性通信用光纤,高光功率传输。
4.2不同寻常的色度色散真空中材料色散为零,空气中的材料色散也非常小。
这使得空气芯PCF 的色散非常特殊。
由于光纤设计很灵活,只要改变孔径与孔间距之比,即可达到很大的波导色散,还可使光纤总色度色散达到所希望的分布状态。
如零色散波长可移到短波长,从而导致在1 300 n m 实现光弧子传输;具有优良性质的色散平坦光纤(数百n m 带宽范围接近零色散) ;各种非线性器件以及色散补偿光纤(可达2 000 ps/ n m·km) 都应运而生。
4.3极好的非线性效应双折射效应G.652光纤中出现的非线性效应是由于光纤的单位面积上传输的光强过大造成严重损伤系统传输质量的一个现象。
然而，在光子能隙导光PCF中，我们可以通过增加PCF纤芯空气孔直径（即PCF 的有效面积）来降低单位有效面积上的光强，从而达到大大减少非线性效应的目的。
光子能隙导光的这个特性为制造大的有效面积的PCF 奠定了技术基础。
4.4优良的双折射效应对于保偏光纤而言，双折射效应越强，波长越短，所保持的传输光偏振态越好。
在PCF中，只需要破坏PCF剖面圆对称性，使其构成二维结构就可以形成很强的双折射。
通过减少空气孔数目或者改变空气孔直径的方式，可以制造出比常用的熊猫牌保偏光纤高几个数量级的高双折射率PCF保偏光纤。
五．光子晶体光纤在光纤通信中的应用5.1色散补偿光纤普通色散补偿光纤的纤芯和包层之间的折射率差较小，所以其色散补偿能力差，而PCF的纤芯和包层之间的折射率差较大，所以具有很强的色散补偿能力。
C.Trebuchet等人利用5.6Km的PCF线路进行工作波长为1550nm的40Gbit/s的传输实验中，利用PCF的非线性效应四波混频制作了光相位共轭器进行色散补偿，将光相位共轭器与2.6Km和3Km的PCF链路级联时，通过光相位对前后两段PCF 进行色散补偿，使得整条PCF的色散的累计之和为零。
由于PCF的优良的色散补偿性能，使其有望代替普通的色散补偿光纤成为新一代色散补偿光纤。
5.2作为光信号传输媒质目前PCF已进入实验室的光纤通信系统传输试验研究阶段，K.Tajik等人于2003年通过改进PCF的制作工艺，制成了在1550nm 波长处衰减为0.3dB/km长度超过10km的超低衰减的PCF，并利用他们所设计出的超低衰减的PCF成功的进行了810Gbit/s的波分复用传输试验，证明了PCF在实际的通信系统中使用的可行性[11]。
2004年，K.Kaimakam等人利用他们所研制的Λ=5.6um,d/Λ=0.5的零色散波长在850~1550nm的超低衰减的60孔PCF进行了19×10Gbit/s 的波分复用传输实验，证实了这种PCF可以在850nm波段实现单模传输，并且没有明显的模式延迟。
5.3光纤激光器和光纤放大器通过调整包层空气孔直径及其间距可以灵活设计出模场面积范围为1~1000um2的PCF，使得PCF在光纤激光器和光放大器研制中比G.652光纤具有更大的优势。
2000年，英国Bath大学的Wads worth和Knight等第一个实验报道了连续波的掺镱光子晶体光纤激光器，实验中泵浦功率为300mw，耦合效率为40%时，最大实现了18mw的激光输出，激光阈值小于10mw。
总结光子晶体光纤的出现打破了传统光纤光学的束缚，正以极快的速度影响中现代科学的多个领域，给多个研究和技术领域带来了新的复兴潜力。
从光子晶体光纤在模式、色散及非线性等方面所具有的特性及其广阔的应用范围来看，光子晶体光纤将给光通信技术、微光电子学、微纳米化学、强场物理学、光测量学、超短脉冲技术等等多个学科带来极大的冲击。
所以有理由认为光子晶体光纤是一种带来革命性变革的新型光波导。
