传统光纤与光子晶体光纤比较

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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
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。
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
光导纤维是由两层折射率不同的
传统光纤
通信应用
1
传统光纤
传感器应用
医学应用
传统光纤
通信应用
1
ห้องสมุดไป่ตู้传统光纤
传感器应用
医学应用
传统光纤
通信应用
1
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。
传统光纤与光子晶体光纤 比较
CONTENTS
1
传统光纤
4
光子晶体光纤
2
3
光子晶体概念
5
6
传统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。
• 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.
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
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