光子晶體光纖簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕、光路可彎曲、對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小、便于形成網(wǎng)絡(luò)等根據(jù)需要進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)橫截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還可以得優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)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(diǎn)。元件的光纖傳感器存在一些難以克服的缺點(diǎn)，如： 耦合損耗較大、保偏特性差和存在交叉敏感問(wèn)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(gòu)成，但是其纖器性能的進(jìn)一步提高。20世紀(jì)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(dǎo)光原理基于光子帶隙（ PBG）效應(yīng)，這優(yōu)點(diǎn)1，如： 無(wú)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(zhì)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(jié)特性、可控的非線性、極強(qiáng)的雙折射效應(yīng)以及可進(jìn)行微結(jié)構(gòu)構(gòu)，在包層中形成了二維光子帶隙。但是，由于的纖芯折射率設(shè)計(jì)改造等，采用光子晶體光纖構(gòu)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(wèn)題。近年來(lái)，光子晶體光纖傳感器受到各國(guó)研究人員就在二維帶隙中產(chǎn)生一個(gè)缺陷，形成不完全的光子帶隙結(jié)構(gòu)，的重視［二5，已經(jīng)有相關(guān)的研究報(bào)道。1光子晶體光纖簡(jiǎn)介PBG光纖就是用這種不完全的光子帶隙結(jié)構(gòu)來(lái)導(dǎo)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(jìn)入光光子晶體光纖（PCF），也稱為微結(jié)構(gòu)光纖（M icrostue纖時(shí)沒(méi)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(jù)其導(dǎo)光機(jī)制的不關(guān)的吸收損耗、色散效應(yīng)和非線性效應(yīng)等都會(huì)大大降低。同，一般可分為兩種：一種是全內(nèi)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(gòu)成，其纖芯是實(shí)心的，而包層為多孔結(jié)構(gòu)，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(diǎn)是具有無(wú)截止的單模特性，從近紫外到近紅外全波段可維持單模運(yùn)行; 它還有良好的色散特性，并且零色散點(diǎn)可以通過(guò)調(diào)整空氣孔的直徑來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié);?