隨著人類進入原子物理、光量子物理來科學描述微觀世界的時代，用於(yu) 描述這些微觀世界快速運動的時間單位與(yu) 精度，也逐步發展到毫
秒（10-3s）、微秒（10-6s）、納秒（10-9s）、皮秒（10-12s）、甚至飛秒（10-15s）。用於(yu) 研究反映物理、化學中電子快速過程
的電子技術，已可產(chan) 生毫秒、微妙、納秒和皮秒級的電脈衝(chong) ，但無法產(chan) 生飛秒脈衝(chong) 。
摘要：隨著人類進入原子物理、光量子物理來科學描述微觀世界的時代，用於(yu) 描述這些微觀世界快速運動的時間單位與(yu) 精度，也逐步發
展到毫秒（10-3s）、微秒（10-6s）、納秒（10-9s）、皮秒（10-12s）、甚至飛秒（10-15s）。用於(yu) 研究反映物理、化學中電子快
速過程的電子技術，已可產(chan) 生毫秒、微妙、納秒和皮秒級的電脈衝(chong) ，但無法產(chan) 生飛秒脈衝(chong) 。
一、光子晶體(ti) 光纖的發展
20世紀60年代出現的激光技術為(wei) 產(chan) 生皮秒和飛秒級的光脈衝(chong) 提供了新的技術手段。飛秒激光技術經曆了1981年的染料激光（第一代）
和1991年以摻鈦藍寶石激光（第二代）為(wei) 代表的發展階段，實現了超快的時間特性和超強的功率特性（峰值功率可提高至1015W），
成為(wei) 激光受控核聚變的快速點火、新一代加速器、精密微納加工等前沿科學技術的重要支撐技術，從(cong) 而開創了飛秒激光技術国产成人在线观看免费网站的新時
代。在這樣的前沿科學技術發展需求的背景下，1995年在德國研製出了第一根光子晶體(ti) 光纖（photonic crystal Fiber，PCF），到21
世紀初已形成以光子晶體(ti) 光纖激光為(wei) 代表的新一代飛秒激光技術。其主要特征是，將微納結構引入增益介質，從(cong) 而使產(chan) 生飛秒激光的主
要物理機製成為(wei) 可控、可調、可設計，且其集成的功能具有高效率、高功率（平均）、高光束質量、結構簡單、運行穩定等特點。
二、光子晶體(ti) 光纖的原理
（1）光子晶體(ti) 的概念、結構類型與(yu) 機理。光子晶體(ti) 的概念，與(yu) 光纖是由包層與(yu) 纖芯兩(liang) 種介質組成類比，光子晶體(ti) 光纖通常是由單一介
質構成的，其包層周期性地規則對稱分布著具有波長量級的空氣整列，包層為(wei) 塗覆層。因此，也可稱其為(wei) “多孔光纖”（Holey
Fiber）或“微結構光纖”（Microstructure Fiber）。光纖的中心，即被空氣陣列包層包圍的纖芯部位，可以視為(wei) 周期結構陣列中存
在的“缺陷”。
圖1.光子晶體(ti) 光纖微結構
（2）根據纖芯缺陷部位的介質情況，可以將光子晶體(ti) 光纖區分為(wei) 兩(liang) 類：纖芯可以是實心的，即包層介質材料相同，折射率引導型
（Index Guiding PCF）。這種PCF可視為(wei) 由許多石英芯的細微管按設計要求的六角形等做規則排列，纖芯缺陷處插入實心石英棒，後
在高溫下通過數次複絲(si) 拉伸獲得；纖芯也可以是空心的（即為(wei) 空氣孔）。
（3）折射率引導型光子晶體(ti) 光纖，折射率引導型PCF的傳(chuan) 光機理，與(yu) 傳(chuan) 統階躍光纖的纖芯與(yu) 包層界麵處反射的傳(chuan) 光機理類似。纖芯為(wei)
石英材料，其折射率為(wei) n1；包層則為(wei) 由石英材料和空氣孔構成的二維光子晶體(ti) ，其多孔的陣列結構有效地降低了包層的平均折射率，
因而包層材料的有效折射率低於(yu) 纖芯的，其折射率差構成了與(yu) 傳(chuan) 統階躍光纖類同的全內(nei) 反射傳(chuan) 光機理。因此，又稱之為(wei) 全內(nei) 反射。
三、光子晶體(ti) 光纖的国产成人在线观看免费网站
（1）高速大容量長途傳(chuan) 輸，光子晶體(ti) 光纖具有優(you) 異色散特性，可以製造出色散平坦、大有效麵積，同時具備無盡單模特性的光子晶體(ti)
光纖；
（2）高功率光纖激光器，光子晶體(ti) 光纖摻稀土元素，具備良好的抗熱損傷(shang) 能力，同時激光光束質量好，空氣形成的內(nei) 包層數值孔徑
大，大大提高了激光二極管與(yu) 光纖的耦合效率，實現KW級激光輸出，在大功率切割焊接以及激光打標等領域具有廣泛的国产成人在线观看免费网站；
（3）光存儲(chu) 領域的技術儲(chu) 備，利用光子晶體(ti) 光纖的超高非線性效應，可以實現光速減慢與(yu) 光速控製，這為(wei) 未來的光存儲(chu) 與(yu) 光交換奠定
了技術基礎，也為(wei) 全光通信提供了技術實現的新路徑。
圖2.光子晶體(ti) 光纖傳(chuan) 輸的特點
結語：光子晶體(ti) 光纖具有普通光纖所不具備的各種新穎特性，其在光器件領域国产成人在线观看免费网站遠遠不止這些，光子晶體(ti) 光纖靈活而善變的新奇特性
給科研工作者提供了廣闊的想象與(yu) 創新空間，預示著微結構光纖將會(hui) 在光通信、光器件、光傳(chuan) 感、先進激光等領域具有廣泛的国产成人在线观看免费网站前
景。
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