光子晶體光纖簡介及其傳感器的研究發(fā)展

　　光纖傳感器具有靈敏度高、抗干擾、結構簡單、體積小、質量輕、光路可彎曲、對被測介質影響小、便于形成網絡等根據需要進行靈活設計，通過對橫截面結構設計，還可以得優(yōu)點，有著廣泛的應用前景。然而，采用普通光纖作為敏感到高雙折射光纖。另外，這種光纖還有彎曲損耗小、可控的非線性等其他的優(yōu)點。元件的光纖傳感器存在一些難以克服的缺點，如： 耦合損耗較大、保偏特性差和存在交叉敏感問題等，限制了光纖傳感PBG型光子晶體光纖一般也是由石英材料構成，但是其纖器性能的進一步提高。20世紀90年代中期”，研制出一種光芯（一般是空氣或真空的）的折射率比包層的有效折射率要低，子晶體光纖（Photonic erystulfbes PCF）。這種光纖具有許多如圖1（b）所示。它的導光原理基于光子帶隙（ PBG）效應，這優(yōu)點1，如： 無截止的單模特性、低損耗特性、靈活的色散與傳統(tǒng)的光纖有著本質的不同，因此又稱為PBG 光纖。這種光纖包層中的氣孔必須按周期排列，從而形成二維光子晶體結特性、可控的非線性、極強的雙折射效應以及可進行微結構構，在包層中形成了二維光子帶隙。但是，由于的纖芯折射率設計改造等，采用光子晶體光纖構成的光纖傳感器有望解決比包層中空間填充模（space fillingmde）的有效折射率低，這樣這些問題。近年來，光子晶體光纖傳感器受到各國研究人員就在二維帶隙中產生一個缺陷，形成不完全的光子帶隙結構，的重視［二5，已經有相關的研究報道。1光子晶體光纖簡介PBG光纖就是用這種不完全的光子帶隙結構來導光的。由于PBG光纖中的大部分光都集中在中空的芯區(qū)，所以光在進入光光子晶體光纖（PCF），也稱為微結構光纖（M icrostue纖時沒有菲涅耳反射，因此耦合效率很高; 并且與材料本身有tue fhen 或者多孔光纖（Holy fber）。根據其導光機制的不關的吸收損耗、色散效應和非線性效應等都會大大降低。同，一般可分為兩種：一種是全內反射（TR） 型光子晶體光纖; 另一種是光子帶隙（PRG ）型光子晶體光纖。典型TR型光子晶體光纖一般由石英材料構成，其纖芯是實心的，而包層為多孔結構，截面如圖1（a） 所示。存在氣孔的目的是減小包層的有效折射率，使纖芯折射率比包層從而把光子限制在纖芯中。這種光纖最主的有效折射率高，要的特點是具有無截止的單模特性，從近紫外到近紅外全波段可維持單模運行; 它還有良好的色散特性，并且零色散點可以通過調整空氣孔的直徑來進行調節(jié);?