1 南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京210003
2 江苏省光通信工程技术研究中心 南京邮电大学光通信研究所，江苏 南京210003
针对一般红外光纤存在材料损耗高、制备工艺复杂、传输性能和输出光束质量差等问题，提出了一种适合CO2(二氧化碳)激光传输的新型大纤芯红外PBG-PCF (光子带隙型光子晶体光纤)，该光纤由三角形结构光子晶体在中心抽掉19根毛细管空气孔形成大纤芯。利用PWM (平面波展开法)分析得到了传输波长为10.6 μm的CO2激光的光纤带隙图；再利用基于全矢量有限元法的仿真软件COMSOL Multiphysics分析其损耗特性。结果表明，这种结构的PBG-PCF与现有的红外光纤相比，传输10.6 μm CO2激光时的损耗更小，约为0.08 dB/km，可满足医用传输大功率CO2激光的需要。
CO2激光传输 大纤芯 光子带隙型光子晶体光纤 平面波展开法 全矢量有限元法 CO2 laser transmission large core PBG-PCF PWM FEM
为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度，提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构，并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真，得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明，随着温度的升高，光纤的有效折射率和有效模面积会减小，纤芯能量会增加，且零群速率色散点向短波长方向移动，尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度，使其更加适合于温度传感方面的应用。
光纤光学 光子带隙型光子晶体光纤 全矢量有限元法 温度传感 高折射率液体圆柱 fiber optics photonic bandgap photonic crystal fibers full-vector finite element method temperature sensing high refractive index liquid cylinder
损耗是传统光纤和光子晶体光纤得以实用化的重要参量之一，降低损耗是光子晶体光纤制备的首要问题。折射率引导型光子晶体光纤的损耗由1999年的240 dB/km降至0.28 dB/km(1550 nm波长处)，光子带隙型光子晶体光纤的损耗也降低到1.2 dB/km(1620 nm波长处)。在对比传统石英光纤损耗来源基础上，阐述了光子晶体光纤的损耗机理，并说明了损耗降低的主要途径。
光子晶体光纤 损耗 折射率引导型光子晶体光纤 光子带隙型光子晶体光纤
