Το Photonic Crystal Fiber (PCF) επίσης γνωστό ως Microstructure Optical Fiber (MOF), έχει πολλές μοναδικές και νέες φυσικές ιδιότητες, όπως: ελεγχόμενη μη γραμμικότητα, ατελείωτη μονή λειτουργία, ρυθμιζόμενη μοναδική διασπορά, χαμηλή απώλεια κάμψης, πεδίο μεγάλης λειτουργίας κ.λπ. Αυτά Τα χαρακτηριστικά είναι δύσκολο ή αδύνατο να επιτευχθούν με συμβατικές ίνες μονής λειτουργίας χαλαζία.
Επομένως, οι μικροδομημένες οπτικές ίνες έχουν προσελκύσει την προσοχή ξένων επιστημονικών κύκλων. Με την πρόοδο της τεχνολογίας κατασκευής μικροδομημένων οπτικών ινών, διάφοροι δείκτες μικροδομημένων οπτικών ινών έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο, και διάφορες νέες μικροδομημένες οπτικές ίνες έχουν εμφανιστεί όπως απαιτείται. Δεν εφαρμόζεται μόνο στον τομέα της συμβατικής τεχνολογίας οπτικών επικοινωνιών, αλλά επίσης χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα των οπτικών συσκευών, όπως: λέιζερ ινών υψηλής ισχύος, ενισχυτές ινών, φασματοσκοπία υπερκράτησης, αντιστάθμιση διασποράς, διακόπτες οπτικών, διπλασιασμός οπτικής συχνότητας, φίλτρα, μετατροπείς μήκους κύματος, γεννήτριες Soliton, μετατροπείς τρόπου λειτουργίας, πολωτές ινών, ιατρικά, βιοαισθητήρα και άλλα πεδία.
Οι φωτονικές κρυσταλλικές ίνες, επίσης γνωστές ως ίνες μικροδομών, έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια. Η διατομή του έχει μια πιο πολύπλοκη κατανομή διαθλαστικών δεικτών και συνήθως περιέχει πόρους σε διαφορετικές διευθετήσεις. Το μέγεθος αυτών των πόρων είναι περίπου η ίδια τάξη μεγέθους με το μήκος κύματος του φωτός. Και σε όλο το μήκος της συσκευής, τα κύματα φωτός μπορούν να περιοριστούν ώστε να διαδίδονται στην κεντρική περιοχή της ίνας. Οι φωτονικές κρυσταλλικές ίνες έχουν πολλές ιδιότητες.
Για παράδειγμα, είναι δυνατή η υποστήριξη μόνο μιας μετάδοσης λειτουργίας σε ένα ευρύ εύρος εύρους ζώνης. η διάταξη των πόρων στην περιοχή επένδυσης μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις ιδιότητες λειτουργίας. Η ασύμμετρη διάταξη των πόρων μπορεί επίσης να παράγει ένα μεγάλο φαινόμενο διάφραγμα, το οποίο έχει σχεδιαστεί για μας. Οι συσκευές πόλωσης υψηλής απόδοσης παρέχουν τη δυνατότητα.
Η ιδέα των φωτονικών κρυστάλλων εμφανίστηκε για πρώτη φορά το 1987, όταν προτάθηκε ότι το κενό ηλεκτρονικής ζώνης των ημιαγωγών έχει μια περιοδική δομή μέσου παρόμοια με την οπτική. Ένας από τους πιο υποσχόμενους τομείς είναι η εφαρμογή φωτονικών κρυστάλλων στην τεχνολογία οπτικών ινών. Το κύριο θέμα με το οποίο ασχολείται είναι η περιοδική μικροδομή ινών υψηλού δείκτη (συνήθως αποτελούνται από οπές αέρα με υλικό πυριτίας ως φόντο).
Οι εν λόγω ίνες ονομάζονται συχνά ίνες φωτονικού κρυστάλλου (PCFs), και αυτός ο νέος τύπος οπτικού κυματοδηγού μπορεί εύκολα να χωριστεί σε δύο ξεχωριστές ομάδες. Ο πρώτος τύπος ινών έχει ένα στρώμα πυρήνα υψηλού δείκτη διάθλασης (συνήθως συμπαγές πυρίτιο) και περιβάλλεται από δισδιάστατη επένδυση φωτονικών κρυστάλλων. Αυτές οι ίνες έχουν ιδιότητες παρόμοιες με τις συμβατικές ίνες, και η αρχή λειτουργίας τους είναι να σχηματίσουν κυματοδηγό με πλήρη εσωτερική ανάκλαση (TIR). Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαθλαστική μετάδοση δείκτη, ο αποτελεσματικός δείκτης διάθλασης της επένδυσης φωτονικών κρυστάλλων επιτρέπει στον πυρήνα να έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης. Επομένως, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι λεγόμενες ίνες φωτονικού κρυστάλλου εσωτερικής αντανάκλασης (TIR-PCFs) είναι πραγματικά εντελώς ανεξάρτητες από το φαινόμενο διάκενο φωτονικής ζώνης (PBG).
Ένας άλλος τύπος ινών, ο οποίος είναι εντελώς διαφορετικός από τους TIR-PCF, η επένδυση φωτονικών κρυστάλλων δείχνει το φαινόμενο διάκενο φωτονικής ζώνης, το οποίο χρησιμοποιεί αυτό το αποτέλεσμα για τον έλεγχο της δέσμης στον πυρήνα. Αυτές οι ίνες (PBG-PCFs) παρουσιάζουν σημαντική απόδοση, η σημαντικότερη εκ των οποίων είναι η ικανότητα ελέγχου και καθοδήγησης της δέσμης για διάδοση σε έναν πυρήνα με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης από την επένδυση. Αντίθετα, οι συνολικές ίνες φωτονικού κρυστάλλου εσωτερικής αντανάκλασης (TIR-PCFs) κατασκευάστηκαν για πρώτη φορά και οι πραγματικές ίνες μετάδοσης κενού φωτονικής ζώνης (PBG-PCFs) έχουν πρόσφατα αποδειχθεί πειραματικά.
Το 1991, οι Russell et al. πρότεινε για πρώτη φορά την έννοια των φωτονικών κρυσταλλικών ινών (PCF) με βάση την αρχή της μετάδοσης φωτονικού κρυσταλλικού φωτός.
Το 1996, J． C. Knight et al. ανέπτυξε το πρώτο PCF του παγκόσμιου&# 39. Αργότερα, στον τομέα της επικοινωνίας οπτικών ινών και της οπτικής έρευνας, το PCF προκάλεσε ευρέως ενδιαφέρον σε όλο τον κόσμο.
