光子晶體光纖又稱多孔光纖(Holey Fiber,,HF)或微結(jié)構(gòu)光纖(Micro-structured Fiber,,MSF),,這種光纖有一個(gè)纖芯,,圍繞纖芯的是周期排列的微小空氣孔(或是兩種不同折射率材料)構(gòu)成的包層,通過這些空氣孔的作用約束光在纖芯中傳輸,。
這種特殊的結(jié)構(gòu)使得該種光纖有許多奇異的光學(xué)性質(zhì),,例如無限單模傳輸、高非線性,、奇異的色散特性,、很高的偏振特性。因此,,它表現(xiàn)出傳統(tǒng)的光纖無可比擬的優(yōu)越性,,引起了激光器研究人員的極大關(guān)注。
目前,,世界上報(bào)道最多,、應(yīng)用最廣的是在光纖纖芯中摻雜三價(jià)Yb 、Nd和Er3種PCF激光器,。2000年,,英國(guó)的Wadsworth等人用摻Ti的藍(lán)寶石激光器泵浦一段81cm長(zhǎng)的摻三價(jià)YbPCF激光器,觀察到了1040nm的激光輸出,,它標(biāo)志著世界上第一臺(tái)PCF激光器的誕生,。
2005年,法國(guó)Bordeaux大學(xué)的J.Limpert和德國(guó)的Jena Friedrich Schiller大學(xué)物理系研究所的H.Zellmer及丹麥的Crystal Fiber公司的J.Broeng等人共同報(bào)導(dǎo)了一種新穎的高功率棒狀光子晶體光纖激光器,,棒長(zhǎng)48cm,,輸入功率165W,,輸出功率120W(波長(zhǎng)為1.035μm),單橫模輸出,,相當(dāng)于260W/m,,傾斜效率為74%, 同時(shí)有效地減少了非線性,,這預(yù)示著實(shí)現(xiàn)超大功率光子晶體光纖激光器和放大器的可能性,。后來,他們又報(bào)導(dǎo)了實(shí)現(xiàn)1.53kW 輸出的光子晶體光纖激光器,,其材料的損傷閾值可達(dá)到9KW以上,。
光子晶體光纖激光器出現(xiàn)不久就顯示出巨大的優(yōu)越性,但是到目前為止,,所用的纖芯材料全部采用CVD法(Chemical Vapor Depositon),,溶膠-凝膠(sol-ge1)或是DND法(Direct Nanoparticle Deposition)制備。隨著對(duì)光纖激光器指標(biāo)要求的提高,,這些方法已表現(xiàn)出許多局限性,,嚴(yán)重阻礙了超大功率激光器的發(fā)展。受制備工藝的限制,,利用上述方法很難制備出高稀土摻雜濃度,,大纖芯面積的多芯結(jié)構(gòu),因而很難實(shí)現(xiàn)多光纖的相干合成輸出,。所以,,急需探索出新的制造光子晶體光纖纖芯的方法,這是克服上述局限性的唯一途徑,。