光子晶体光纤简介及其传感器的研究发展

　　光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰、结构简单、体积小、质量轻、光路可弯曲、对被测介质影响小、便于形成网络等根据需要进行灵活设计，通过对横截面结构设计，还可以得优点，有着广泛的应用前景。然而，采用普通光纤作为敏感到高双折射光纤。另外，这种光纤还有弯曲损耗小、可控的非线性等其他的优点。元件的光纤传感器存在一些难以克服的缺点，如： 耦合损耗较大、保偏特性差和存在交叉敏感问题等，限制了光纤传感PBG型光子晶体光纤一般也是由石英材料构成，但是其纤器性能的进一步提高。20世纪90年代中期”，研制出一种光芯（一般是空气或真空的）的折射率比包层的有效折射率要低，子晶体光纤（Photonic erystulfbes PCF）。这种光纤具有许多如图1（b）所示。它的导光原理基于光子带隙（ PBG）效应，这优点1，如： 无截止的单模特性、低损耗特性、灵活的色散与传统的光纤有着本质的不同，因此又称为PBG 光纤。这种光纤包层中的气孔必须按周期排列，从而形成二维光子晶体结特性、可控的非线性、极强的双折射效应以及可进行微结构构，在包层中形成了二维光子带隙。但是，由于的纤芯折射率设计改造等，采用光子晶体光纤构成的光纤传感器有望解决比包层中空间填充模（space fillingmde）的有效折射率低，这样这些问题。近年来，光子晶体光纤传感器受到各国研究人员就在二维带隙中产生一个缺陷，形成不完全的光子带隙结构，的重视［二5，已经有相关的研究报道。1光子晶体光纤简介PBG光纤就是用这种不完全的光子带隙结构来导光的。由于PBG光纤中的大部分光都集中在中空的芯区，所以光在进入光光子晶体光纤（PCF），也称为微结构光纤（M icrostue纤时没有菲涅耳反射，因此耦合效率很高; 并且与材料本身有tue fhen 或者多孔光纤（Holy fber）。根据其导光机制的不关的吸收损耗、色散效应和非线性效应等都会大大降低。同，一般可分为两种：一种是全内反射（TR） 型光子晶体光纤; 另一种是光子带隙（PRG ）型光子晶体光纤。典型TR型光子晶体光纤一般由石英材料构成，其纤芯是实心的，而包层为多孔结构，截面如图1（a） 所示。存在气孔的目的是减小包层的有效折射率，使纤芯折射率比包层从而把光子限制在纤芯中。这种光纤最主的有效折射率高，要的特点是具有无截止的单模特性，从近紫外到近红外全波段可维持单模运行; 它还有良好的色散特性，并且零色散点可以通过调整空气孔的直径来进行调节;