光子晶體光纖（Photonic Crystal Fibers， PCF）又被稱為微結構光纖（Micro-Structured Fibers， MOF），近年來引起廣泛關注。

微結構光纖的橫截面上有較復雜的折射率分布，實芯光子晶體光纖的纖芯是導光玻璃材料，包層通常含有不同排列形式的氣孔，這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級且貫穿器件的整個光纖長度，光波依然通過全反射限制在芯區傳播。

空芯的光子晶體光纖可以實現空芯傳輸，包層的結構更為復雜，node點有極為嚴格的位置要求，形成周期性的折射率變化。制作工藝更為苛刻。纖芯的引入使其周期性結構遭到破壞時，就形成了具有一定頻寬的缺陷態或局域態，而只有特定頻率的光波可以在這個缺陷區域中傳播，其他頻率的光波則不能傳播，即光子帶隙效應。這種結構的光子晶體光纖所具有的極低的非線性效應和傳輸損耗使其在傳輸高能激光脈沖和遠距離信息傳遞方面具有很大的潛在優勢。

前幾天陸續分享了最初提出光子晶體光纖概念的Philip Russell的講座（超過4小時的視頻）。在Russell教授的講座中還有一類不同于帶隙光纖的空芯光纖叫負曲率光纖。通過較為簡潔的結構實現的更低衰減。

（1）Philip Russell- 光纖講座 1

（2）Philip Russell - 特種光纖技術講座（2）

（3）Philip Russell - 特種光纖講座（3）

（4）Philip Russell - 特種光纖講座（4）最后一期

（5）光與物質相互作用（光子晶體光纖）Philip Russell

（6）下一代光纖技術（Jonathan Knight教授）

光子晶體光纖克服了傳統光纖光學的限制，為許多新的科學研究帶來了新的可能和機遇。盡管現在只有一小部分研究小組能夠制造這種光子晶體光纖，但是極快的發展速度和非常有效的國際間科學合作使得光子晶體光纖在許多不同領域中的應用獲得快速發展。最典型的例子就是英國Bath大學研究者們參與的一個合作，他們制作的光子晶體光纖成功地用于德國普朗克量子光子學研究所T.Hansch教授領導的研究小組所研究的高精密光學測量中。

值得一提的是，從發現光子晶體光纖能夠產生超連續光譜這一特性到將其應用到光計量學中的時間間隔僅有幾個月，而T.Hansch教授則因在超精密光譜學測量方面成就斐然，尤其為完善“光梳”技術作出了重要貢獻而獲得了2005年度的諾貝爾物理學獎。

光子晶體光纖作為一類新型光纖的代名詞（其實結構還有很多），物理特性很突出，正在以極快的速度影響著現代科學的多個領域。

利用光子帶隙結構來解決光子晶體物理學中的一些基本問題，如局域場的加強、控制原子和分子的傳輸、增強非線性光學效應、研究電子和微腔、光子晶體中的輻射模式耦合的電動力學過程等。同時，實驗和理論研究結果都表明，光子晶體光纖可以解決許多非線性光學方面的問題，產生寬帶輻射、超短光脈沖，提高非線性光學頻率轉換的效率，用于光交換等。

光子晶體光纖的應用還有些小問題，例如耦合、衰減、彎曲、端面處理等，需要逐漸解決。一個好的研發，從“新”到“成熟”，需要時間的打磨。從光子晶體光纖相關的文獻引用量來看，大家都開始認識和逐步使用光子晶體光纖。不難想象，不久的將來我們還會發現光子晶體光纖更多的性質，更多的應用領域。

審核編輯：郭婷