中国光纤行业的催化剂-光子晶体光纤
日期：2018-12-18 点击：1406
一根细细的玻璃纤维（光纤）可以把等同于上千本书的信息几乎瞬时地传输到数百公里外。在现代通讯行业中，它早已取代了铜线，成为长距离信号传输的载体。光 纤自1966 年问世以来，人们最初追求的目标是尽可能地降低损耗。70 年代末，光纤已达到每公里只有4-5%能量损耗（0.2dB/km），光信号可 以传输几十公里；随着科技的发展，到80 年代后期掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA）面市，光信 号可以传输过程中增强，完全解决了光纤损耗这一历史性难题，实现了跨洋超长距离信息传输。光导纤维作为通信行业一个充满活力的新兴力量，蓬勃发展壮大起 来。因此，拥有“光纤之父”美誉的华裔科学家高锟在2009年荣获诺贝尔物理学奖。自1990年以来，由于网络数据通信业务的快速增长，使得人们对传统通信系统的要求不断提升，更大容量、更高速率、更长传输距离的光纤通信系统随之出现。但在传统的光纤系统中，存在着诸如色散、非线性和下一代全光网络中的逻辑器件功能简单（如:光开关）的难题，这就需要有新的光纤技术和器件作支撑。
1、从传统光纤到光子晶体光纤
1987年，Eli Yablonovitch等科学家发现某些动物体表有周期性规律排列的细毛，可以把某些颜色（对应一定波长）的光完全反射，而 吸收其它波长，展现出艳丽的色彩，如图1所示孔雀的羽毛和蝴蝶的翅膀表面呈现出鲜艳的色彩。Eli Yablonovitch等将此类结构命名为 “光子晶体”。很快，这一结构在光纤领域得到了移植应用。1992年，Phillip Russell等人提出“光子晶体光纤”（微结构光纤中的一类）。光子晶体光纤是由一簇细小的石英毛细管按照六边形周期性排列，从横截面上看去，就像是蜂窝结构。由于优良的传输特性，光子晶体光纤迅速在全球受到重视。