构光纤，以其独特的光学特性和灵活的 设计成为近年来的热门研究课题。这类 光纤是由在纤芯周围沿着轴向规则排列 微小空气孔构成，通过这些微小空气孔 对光的约束，实现光的传导。
光子晶体光纤
折射率导光机理
光子能隙导光机理
按导光机理来说 , PCF 可以分为两类 : 折射率导光机理 光子能隙导光机理
传统光纤与光子晶体光纤比较
传统光纤与光子晶体光纤 比较
CONTENTS
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传统光纤
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光子晶体光纤
与光子晶体光纤比较
光子晶体应用
总结
传统光纤
传统光纤结构原理
玻璃组成。内层为光内芯，直径在几微 米至几十微米，外层的直径0.1～0.2mm。 一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。 根据光的折射和全反射原理,当光线射到 内芯和外层界面的角度大于产生全反射 的临界角时，光线透不过界面，全部反 射。
光子晶体的应用 2、人类应用 （二）能量传输基本无 损失，也不会出现延迟 等影响数据传输率的现 象。 （三）光子晶体制成的 光纤具有极宽的传输频 带，可全波段传输。
光子晶体光纤
光子晶体光纤是光子晶体一
个极为重要的应用 , 它较 传统光纤具有显著的优势。
光子晶体光纤（photonic crystal fiber，PCF），又称多孔光纤或微结
传统光纤与光子晶体光纤比较
光子晶体光纤的特性
• 非线性特性 • 无休止单模特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
传统光纤与光子晶体光纤比较
光子晶体光纤的特性
• 非线性特性 • 无休止单模特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
传统光纤与光子晶体光纤比较
• 非线性特性 • 无休止单模特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
传统光纤与光子晶体光纤比较
光子晶体光纤的特性
• 非线性特性 • 无休止单极特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
总结
光导纤维 是由两层折射
率不同的玻璃组成。内层 为光内芯，直径在几微米 至几十微米，外层的直径 光子晶体光纤（PCF）是 基于光子晶体技术发展起 来的下一代传输光纤。光 子晶体光纤在外观上和传 统普通单模光纤非常相似， 但是微观上光子晶体光纤 横截面完全不同。光子晶 体光纤的横截面由非常微 小的孔阵列组成。类似于 晶体中的晶格。
光子晶体光纤的特性
• 非线性特性 • 无休止单模特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
传统光纤与光子晶体光纤比较
光子晶体光纤的特性
• 非线性特性 • 无休止单模特性 • 色散特性 • 不同的损耗机能 • 零损耗的潜能 • 光纤大芯径
传统光纤与光子晶体光纤比较
光子晶体光纤的特性
0.1 ～ 0.2mm 。一般内芯
玻璃的折射率比外层玻璃 大1%。
光子晶体光纤和普通单模光纤相比有三个突出的优点 :
第一、 光子晶体光纤可以在很大的频率范围内支持光的单模传 输; 第二、 光子晶体光纤允许改变纤芯面积 , 以削弱或加强光纤的非 线性效应 ; 第三、 光子晶体光纤可灵活地设计色散和色散斜率 , 提供宽带色 散补偿。光子晶体光纤可以把零色散波长的位置移到 1 μ m 以下。
光导纤维是由两层折射率不同的
传统光纤
通信应用
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传统光纤
传感器应用
医学应用
传统光纤
通信应用
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传统光纤
传感器应用
医学应用
传统光纤
通信应用
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传统光纤
传感器应用
医学应用
光子晶体的概念
光子晶体（Photonic Crystal）是在1987年由S.John和
E.Yablonovitch分别独立提出。 是一种介电常数随空间周期性变化 的新型光学微结构材料。
光子晶体的概念
从晶体结构来说，晶体内部的原子是 周期性有序排列的，正是这种周期势 场的存在，使得运动的电子受到周期 势场的布拉格散射，从而形成能带结 构，带与带之间可能存在带隙。
光子晶体的概念
光子在光子晶体中的运动规律与电子在固 体晶格的运动规律类似,因此光子晶体中 介电函数的周期性变化能产生光子能带结 构. 当电磁波在周期性排列的介电材料中 传播时,由于在不同介质交界面处介质对 电磁波的布拉格散射,电磁波将受到调制 而形成能带结构,并导致在带与带之间光 子能隙的出现. 光子能隙不仅与光子能量 有关,而且与光波的传播方向有关. 光子能 隙可分为两种:一种不完全能隙,能隙只出 现在某些特定的方向上;另一种是完全能 隙,即在各个方向上都有能隙存在. 如果光 子落在完全能隙内,则此频率的光在该光 子晶体中沿任何方向都不能传播,这就是 所谓的光子禁带.
敬请批评指正！ 谢谢大家！
光子晶体的应用 1、自然界中的应用
蛋白石
蝴蝶
光子晶体的应用 2、人类应用
（一）光子晶体波导具有
优良的弯曲效应。 一般的光纤波导中，波导拐弯时，全 内反射条件不再有效．会漏掉部分光波 能量，使传输效率降低。而光子晶体弯 曲波导中，利用不同方向缺陷模共振匹 配原理。原则上只要达到模式匹配，不 管拐多大弯，都能达到很高的传输效率。