文献综述
课题研究的现状及发展趋势：
光子晶体光纤(PCF)又被称为微结构光纤(MSF)，近年来引起广泛关注，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。光子晶体光纤的结构有如下特点：结构设计灵活，具有各种各样的小孔结构；纤芯和包层折射率差可以很大；纤芯可以制成多种样式；包层折射率是波长函数，包层性能反映在波长尺度上。基于结构特点，PCF具有许多优点：1、无截至单模；2、不同的色度色散；3、极好的非线性效应；4、优良的双折射效应；5、较高的入射功率；6、易于实现多芯传输。
光子晶体光纤的应用可涉及到通信、航空、工业、微加工、空间、成像、生物、印刷、军事、外科、医药、环境、制造业、石化等科技领域。其中在光通信方面的应用涉及到高功率光能的传输、色散补偿、波长变换器、光纤耦合器、激光器、压力传感器、高双折射保偏光纤等等。如全内反射型光子晶体光纤具有无截止传输特性，在制备无限单模方面具有非凡的优势，这也是目前研究最为集中的方向，如果能够解决焊接、耦合等一些问题，相信在今后的国家干路光纤通讯网中的应用是最为广泛的。又如带隙型光子晶体光纤，由于光被限制在空气孔中传输，理论上它将具有非常小的损耗，而且光在气体中传输可以大大减小光纤的非线性效应，从而大大提高拉曼散射、布里渊散射等非线性效应的激发阈值。同全内反射型光子光纤晶体相比，可以将零色散点大大地向短波长推进，而且可以通过改变光纤中空气孔的结构调整光纤的色散。基于这样的特殊结构，带隙型光子晶体光纤在制备色散补偿光纤、色散平坦光纤等方面具有无法比拟的优势。总而言之，光子晶体光纤的应用范围非常广，随着光子晶体光纤在制作技术上的提高，其应用的领域会越来越广泛，光子晶体光纤所表现出的性能也会被更深地挖掘出来，使其能够更好为光纤通讯以及所涉及到的相关领域提供更实用的光学器件。
目前光子晶体光纤亟待解决的问题有以下几个方面：建立 PCF 的理论模型，研究 PCF 的导模特性，指导 PCF 的设计；提高 PCF 的制作水平，进一步降低损耗，达到实用或商业化的水平；研究 PCF 同普通光纤的以及其他器件的耦合技术，提高实际应用的能力；研究 PCF 以及其器件的加工制作，降低制作成本。尽管光子晶体光纤发展时间较短，但其优良的特性在光纤通信等领域具有不可比拟的价值，这也是本课题的研究价值所在。从光子晶体光纤目前具有的特性及应用范围来看，它必将给光通信技术注入新的活力，又会带给光子学、光纤通信以及其他相关的光学领域一次重要的技术革命。
本课题的意义和价值：
光纤的传输特性包括损耗、色散和非线性效应。光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因，不可避免会引起光功率的减小，产生损耗，它对光纤通信的传输距离有决定性的影响。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，经过一定距离传输会发生脉冲展宽，称为色散。光纤在传输中的脉冲展宽导致码间干扰，从而造成误码。非线性效应是指强光作用下由于介质的非线性极化而产生的效应，包括：散射效应与克尔效应相关的影响，即与折射率密切相关。非线性效应限制光纤通信系统的传输容量和最大传输距离，影响系统的设计参数（无中继传输距离、信道数、信道间距、信道功率等）。
课题通过改变光子晶体光纤内部结构（改变空气孔层数N、空气孔间距^、空气孔直径d 等），分析各结构参量对传输特性的影响，优化结构，较大程度上的减少损耗、色散和非线性效应的影响，提高光纤的传输效率；对六角结构和八角结构光子晶体光纤进行纵向比较，分析其性能的优劣以及对不同领域的应用。
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