从1996年南安普敦大学的J.C.Knight 等人研制出世界上第一根PCF(光子晶体光纤),之后在光纤通信和光学研究领域中,光子晶体光纤引起了全世界的普遍兴趣。当下,光子晶体光纤正在以极快的速度影响着现代科学的多个领域,涉及到通信、航空、生物、军事、医疗、环境、石化等科技领域,成为学术界宠儿,受到了广泛的关注并成为近年来光学与光电子学研究的热点。
光子晶体光纤又被称为微结构光纤,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,光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。
与传统光纤相比,光子晶体光纤克服了传统光纤光学的限制,具有可控的非线性、无尽单模特性、可调节的奇异色散、低弯曲损耗、大模场等特性等特性,光子晶体光纤的这些特征引起了光通信行业的关注。
在中国,相关企业也早已开始光子晶体光纤的研究。例如,亨通于2013年建立了江苏省新型特种光纤及光纤预制棒重点实验室,实验室下设特种光纤预制棒、特种光纤、特种光纤及光纤预制棒设备三大研发平台,紧密结合光通信行业发展需求,以研究具有广阔市场前景的特种光纤、特种光纤预制棒以及相应制造设备和技术为主要任务。像亨通推出的高耐弯曲光子晶体光纤,与传统光纤相比,具备优异的抗弯曲性能,普通弯曲不敏感光纤的弯曲半径为7.5毫米,而亨通高耐弯曲光子晶体光纤的弯曲半径可以达到1~2毫米,因而可以应用在高端制导领域。
长飞公司自2004年起一直在针对不同应用开展光子晶体光纤的研制工作,目前已经掌握了光子晶体光纤制作的关键技术,具备制作所有类型光子晶体光纤的能力,如单模光纤、高非线性光纤和全固带隙等光纤,且在空心带隙光子晶体光纤的制作上也取得重要突破。
此外,烽火、通鼎互联、武汉长盈通等企业也加大力度研发光子晶体光纤,如烽火开发出的80/135细径保偏光子晶体光纤,能适应太空等恶劣的应用环境,打破了国外对我国的高性能保偏光子晶体光纤的技术封锁和市场禁运,该产品在系列型号产品成功实现良好的工程化应用;通鼎互联也是携手合作伙伴经过3年的研发,掌握了保偏光子晶体光纤的核心技术,而此前这一技术一直被国外公司掌握。通鼎互联与深圳通盛发布的“保偏光子晶体光纤”,在极大程度上优化了旧型保偏光子晶体光纤的设计理念,具有损耗低、优良的抗弯曲性能和稳定的串音,指标达到世界标杆公司水平;据长盈通光电技术总监廉正刚博士介绍,在同等条件下,量产后的光子晶体光纤生产成本仅为传统光纤的50%,传输容量可扩大百倍,生产全过程无污染。公司也在加大光子晶体光纤的研究力度。
目前,国际上在光子晶体光纤领域研究的机构众多,例如丹麦NKT、南安普敦、英国巴斯大学、美国OFS等,都有不错的研究成果。而且,光子晶体光纤属于光通信的前沿技术,是特种光纤领域一颗耀眼的明珠,在通信、激光器和传感领域具有巨大的应用潜力。不难想象,不久的将来我们还会发现光子晶体光纤更多的性质、更多的应用领域。