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光子晶体光纤 (PCF)

发表于 2021-12-24 10:41:41
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光子晶体光纤(PCF)是一种利用光子晶体在光缆纤芯周围形成包层的光纤。光子晶体是一种低损耗周期性介电介质,使用沿整个光纤长度延伸的微观气孔的周期性阵列构成。

在 PCF 中,构造具有光子带隙的光子晶体以防止光在特定波长范围内沿特定方向传播。与普通光纤相反,PCF 在空心方法中使用全内反射或光限制来传播光。PCF 中的光传播远优于使用恒定低折射率包层的标准光纤。

光子晶体光纤的应用包括光谱学、计量学、生物医学、成像、电信、工业加工和军事技术。

光子晶体光纤也称为微结构光纤或多孔光纤。

光纤电缆由纤芯和具有恒定折射率差的包层构成。由于光的折射特性,光穿过纤芯,这是由于纤芯和包层的折射率之间的差异而发生的。这种折射光在长距离传播过程中具有更高的损耗,因此需要中继器和放大器来进行长距离通信。

另一方面,在 PCF 中,光被困在核心中,为光子提供比标准光纤更好的波导。在 PCF 中使用聚合物代替玻璃提供了更灵活的纤维的优点,这使得安装更容易且成本更低。根据传播光所需的特性,制造符合各种光子晶格的各种光子晶体。

光子晶体光纤一般分为两大类:

折射率引导光纤:与传统光纤一样具有实心纤芯。通过利用改进的全内反射机制,光被限制在这个核心中。
光子带隙(空气引导)光纤:具有周期性的微结构元素和低折射率材料的核心(空心)。纤芯区域的折射率低于周围的光子晶体包层。光由一种不同于全内反射的机制引导,因为它利用了光子带隙 (PBG) 的存在。

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