多孔光纤的展望

　　2．2纤芯有效截面积

　　用于传输线路和波长色散补偿的光纤，如果纤芯的有效面积增大，则光密度可下降，通常可以抑制非线性光效应。另一方面，为了实现未来通信系统中必需的全光信号处理，需要减小纤芯有效截面积从而提高非线性光效应发生效率的光纤。与传统的光纤相比，多孔光纤既可以将纤芯有效截面积做大，也可以使其做小。大的纤芯有效截面积用空孔直径较细的PCF犤图1（6）犦得到，例如利用在1550nm波长下纤芯有效截面积为2．8μm的多孔光纤的自相位调制再生光脉冲，以及采用掺Ybμm芯径多孔光纤的波长可变脉冲光源等已得到实验验证。另外，在缩小纤芯有效截面积的同时，与纤芯的耦合也变得困难了。为此人们也为解决这一问题而进行了试验。这是将图1（C）所示的空气包层光纤加热延伸来进行的，这种光纤具有通过向石英玻璃掺杂而形成的芯／包结构，又在包层的外围部分设有空气孔。空气包层光纤由于与传统光纤一样具有掺GeQ的8μm芯径，所以与纤芯的光耦合比较容易，导光的纤芯与外围部分的空孔之间有30μm直径的包层，因此空孔给予导光特性的影响很轻微。然而，通过将这样的光纤加热延伸到1／10以下的直径，在受延伸部分得到小的纤芯有效截面积的同时，在端部则实现了高效的光耦合，所以被应用到了波长可变脉冲光源。

　　2．3 模数

　　确定光纤导波模数的V值由式（1）给出，在V＜2．4的范围则成为单模。

　　式中，a为纤芯半径，n芯与n包分别为纤芯与包层的折射率。由于材料折射率相对于波长的变化较缓慢，因此传统光纤的V值与波长差不多成反比，如果缩短工作波长，就出现多模化。另一方面，图1（b）所示的PCF如果工作波长缩短，光电场向空孔的渗出就减小，所以包层的等效折射率n上升，从而接近于玻璃的折射率。其结果是，随着短波长化，折射率差减小，V值的波长依存性减弱，从而可以在宽带宽内单模工作。这对宽带传输线路及高次谐波发生来说是有用的。