光子晶体光纤发展动向
从OFC2在今年2月21日至27日召开的世界光纤通信会议（即OFC’2004）上，光子晶体 光纤也是报道的重点课题之一。从本次会议上可以看出，国际上关于光子晶体光纤的研究主要集中在拓展PCF的应用领域和改善PCF的性能两方面。下面就OFC’2004上有关PCF的报道做一简单介绍，重点强调了PCF的最新应用和高性能PCF的研究进展。
5.1 PCF的新应用
(1) 超连续产生
利用飞秒脉冲在PCF中产生超连续谱已经广泛应用于光学相干层析、计量学等领域，但大部分实验采用工作在800nm波长的Ti:sapphire激光器作为泵浦源，因为这种激光器能产生能量达几个nJ的超短飞秒脉冲，只有个别实验利用1560nm波长附近的基于掺铒光纤激光器的飞秒脉冲。采用掺铒光纤激光器作为泵浦光源不但可以将飞秒超连续技术应用于1560nm附近的通信窗口，而且它比Ti:sapphire激光系统更小巧、更稳定。在OFC’2004上，H.Hundertmar等报道了一种全光纤二极管泵浦的铒光纤激光－放大系统，并利用PCF进行了超连续实验。其实验装置如图2所示：激光器环路由铒光纤（正色散）和两段负色散光纤SMF1528、Flexcor1060构成，整个环长3.4m，对应基频59.1MHz，利用非线性偏振旋转效应实验被动锁模。当980nm泵浦的输出功率为150mW时，在1560nm波长可得到输出功率14mW、脉宽65fs的锁模脉冲。放大系统由铒光纤、SMF1528和Flexcor1060构成，这些光纤的长度经过优化，以使放大器的二阶色散最小，从而使激光脉冲的线性啁啾最小。该激光－放大系统产生的脉冲入射到一段长30cm、芯径2.6mm、零色散波长1.3mm的PCF中，通过强非线性作用产生750~1750nm的超连续镨。
与以往的基于PCF的超连续产生系统相比，该系统的最大特色在于它是一个全光且利用最小的脉冲能量（200PJ）在1550nm附近得到了最好的展宽效果。
另外，S.C. Buchter等采用二极管泵浦的Q开关激光器作为泵浦光源，零色散波长~1550nm的PCF作为非线性介质，获得了700nm带宽、平坦的纳米红外超连续镨。
(2) 脉冲压缩
超短光脉冲是未来超高速光通信系统所必不可少的，为此通常采用孤子效应压缩方案来获取超短脉冲，压缩用的非线性介质一般是色散位移光纤（DSF）。若想得到重复率10GHz的脉宽~2ps左右的短脉冲，需要的常规色散位移光纤的长度通常都在数公里以上，即使采用高非线性色散位移光纤（HNL-DSF），也需要60~500米。由于小芯径、高D值的PCF的零色散波长在可见光附近同时具有高非线性和大的负色散特性，利用它进行孤子压缩可以大大减小所需光纤的长度。本次OFC会议上，K.S.Abedin等利用保偏光子晶体光纤（PM-PCF）作为非线性介质对主动锁模光纤激光器的输出脉冲进行了孤子压缩实验，所用的PM-PCF的零色散波长在1550nm附近的色散D=104ps/(nm×km)，非线性系数g=39.5 W-1×km-1，都要比DSF高一个量级，因此仅需要10米长的PM-PCF就得到了10GHz输出功率16mW 的1.26ps脉冲。
另外，J. R. Taylor等还报道了一种采用空心光子晶体光纤实现再压缩的全光纤啁啾脉冲放大系统，如图3所示。调谐范围1535~1565nm、脉宽8ps~400fs的10GHz光脉冲经光学衰减器（OA）适当衰减（目的是为了避免非线性效应），在100m长的DCF中展宽，然后用3W的EDFA放大，最后用10m长的负色散空心光子带隙光纤（air core PBF）压缩，PBF在1560nm波长的色散值为1146ps/(nm×km)。PBF与常规光纤直接熔接在一起，总损耗（包括熔接损耗）2.2dB。输出脉冲是低啁啾的，脉宽1.1ps，平均功率1.1W，峰值功率～100mW。如果采用重复频率更低的脉冲，峰值功率可以增加到至少数十千瓦。
(3) 可调谐光纤耦合器
Hokyung Kim等报道了一种基于侧面研磨技术的可调谐光子晶体光纤耦合器，实现方法是将两段侧面研磨的PCF镶嵌在石英块内，通过调节石英块间的匹配角，耦合比可在0~90%之间变化。耦合光的光谱在400nm范围内相当平坦，波纹度很小。
5.2高性能PCF的研制
(1) 低损耗光子晶体光纤
降低光纤损耗一直是人们努力的目标。目前，普通单模光纤（SMF）的最低损耗已经可以达到0.1484dB/km；2003年的OFC会议上，NTT报道了损耗为0.37dB/km 的TIR－PCF，可以说是一大进步。这主要是采用了纯硅材料，瑞利散射损失很校同时他们还做了10公里 8×10Gb/s传输试验，效果良好。NTT公司于2003年12月又将该光纤的路径损耗降至0.28dB/km。本次会上，K.Tsujikawa等重新估计了常规石英光纤和光子晶体光纤的本征损耗，认为前者的损耗值在1550nm附近可达0.095~0.130dB/km，而后者的本征损耗值甚至可以更低。与此同时，英国公司BlazePho