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    中國光纖行業的催化劑-光子晶體光纖

    日期:2018-12-18 點擊:795

    一根細細的玻璃纖維(光纖)可以把等同于上千本書的信息幾乎瞬時地傳輸到數百公里外。在現代通訊行業中,它早已取代了銅線,成為長距離信號傳輸的載體。光 纖自1966 年問世以來,人們最初追求的目標是盡可能地降低損耗。70 年代末,光纖已達到每公里只有4-5%能量損耗(0.2dB/km),光信號可 以傳輸幾十公里;隨著科技的發展,到80 年代后期摻鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA)面市,光信 號可以傳輸過程中增強,完全解決了光纖損耗這一歷史性難題,實現了跨洋超長距離信息傳輸。光導纖維作為通信行業一個充滿活力的新興力量,蓬勃發展壯大起 來。因此,擁有“光纖之父”美譽的華裔科學家高錕在2009年榮獲諾貝爾物理學獎。 

       自1990年以來,由于網絡數據通信業務的快速增長,使得人們對傳統通信系統的要求不斷提升,更大容量、更高速率、更長傳輸距離的光纖通信系統隨之出現。但在傳統的光纖系統中,存在著諸如色散、非線性和下一代全光網絡中的邏輯器件功能簡單(如:光開關)的難題,這就需要有新的光纖技術和器件作支撐。 

    1、從傳統光纖到光子晶體光纖 
       1987年,Eli Yablonovitch等科學家發現某些動物體表有周期性規律排列的細毛,可以把某些顏色(對應一定波長)的光完全反射,而 吸收其它波長,展現出艷麗的色彩,如圖1所示孔雀的羽毛和蝴蝶的翅膀表面呈現出鮮艷的色彩。Eli Yablonovitch等將此類結構命名為 “光子晶體”。很快,這一結構在光纖領域得到了移植應用。1992年,Phillip Russell等人提出“光子晶體光纖”(微結構光纖中的一類)。光子晶體光纖是由一簇細小的石英毛細管按照六邊形周期性排列,從橫截面上看去,就像是蜂窩結構。由于優良的傳輸特性,光子晶體光纖迅速在全球受到重視。