光子晶体的发展现状

简述信息一览：

• 1、光纤激光器发展史
• 2、光子晶体光纤有效折射率
• 3、光子晶体光纤光子晶体光纤分类
• 4、光子晶体光纤概念的提出
• 5、什么是光与光脑?

光纤激光器发展史

1、自1962年首个GaAs半导体激光器诞生以来，光纤激光器的发展历程经历了多个阶段。早期的研究主要集中在短脉冲输出和波长可调谐性的扩展上，如密集波分复用（DWDM）和光时分复用技术的发展推动了多波长光纤激光器和超连续光纤激光器的进步。这些技术为低成本实现Tb/s的DWDM或OTDM传输提供了理想方案。

2、国内外对于光纤激光器的研究方向和热点主要集中在高功率光纤激光器、高功率光子晶体光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器、多波长光纤激光器、非线性效应光纤激光器和超短脉冲光纤激光器等几个方面。

3、光纤通信系统速率从单波长5Gb/s、10Gb/s爆炸性发展至多波长Tb/s传输，实验室光系统速率已达10Tb/s，前景无比辉煌。1***3年，世界光纤通信尚未实用，中国邮电部武汉邮电科学研究院开始研究光纤通信，***用石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在光纤通信技术上与发达国家差距缩小。

光子晶体光纤有效折射率

1、光子晶体光纤按照其导光机理可以分为两大类：折射率导光型（IG-PCF）和带隙引导型（PCF）。带隙型光子晶体光纤能够约束光在低折射率的纤芯传播。第一根光子晶体光纤诞生于1996年，其为一个固体核心被正六边形阵列的圆柱孔环绕。这种光纤很快被证明是基于内部全反射的折射率引导传光。

2、所以我们最常用的G652单模光纤其实纤芯折射率比包层折射率高的不太多，也就0.006左右，具体数值我忘了。

3、第一种光纤具有高折射率芯层（一般是固体硅），并被二维光子晶体包层所包围的结构。这些光纤有类似于常规光纤的性质，其工作原理是由内部全反射（TIR）形成波导；相比于传统的折射率传导，光子晶体包层的有效折射率允许芯层有更高的折射率。

4、光子晶体光纤是利用光子晶体具有光子带隙的原理，由于光子带隙的存在就限制了光的传输。而普通光纤是利用全反射完成的。

光子晶体光纤光子晶体光纤分类

1、光子晶体光纤按照其导光机理可以分为两大类：折射率导光型（IG-PCF）和带隙引导型（PCF）。带隙型光子晶体光纤能够约束光在低折射率的纤芯传播。第一根光子晶体光纤诞生于1996年，其为一个固体核心被正六边形阵列的圆柱孔环绕 。这种光纤很快被证明是基于内部全反射的折射率引导传光。

2、光子晶体光纤的导光机制主要分为两种类型：折射率导光型（IG-PCF）和带隙引导型（PCF）。带隙引导光纤的核心特色在于能够限制光在低折射率的纤芯内传播。1996年，第一根光子晶体光纤诞生，其构造为一个固体核心周围环绕着正六边形的圆柱孔，以内部全反射实现折射率引导的光传输。

3、这种被谈论着的光纤通常称之为光子晶体光纤（pcfs），这种新型光波导可方便地分为两个截然不同的群体。第一种光纤具有高折射率芯层（一般是固体硅），并被二维光子晶体包层所包围的结构。

光子晶体光纤概念的提出

光子晶体的概念最早出现在1987年，当时有人提出，半导体的电子带隙有着与光学类似的周期性介质结构。其中最有发展前途的领域是光子晶体在光纤技术中的应用。它涉及的主要议题是高折射率光纤的周期性微结构（它们通常由以二氧化硅为背景材料的空气孔组成）。

光子晶体的概念最初于1987年被提出，其灵感来源于半导体的电子带隙，这个周期性介质结构与光学有着相似的特性。其中，光子晶体在光纤技术中的应用被认为是极具前景的领域。

年，Russell等人根据光子晶体传光原理首次提出了光子晶体光纤（PCF）的概念。1996年，英国南安普顿大学的J.C.Knight 等人研制出世界上第一根PCF，之后在光纤通信和光学研究领域中，PCF引起了全世界的普遍兴趣。

光子晶体光纤的一大特性是它的模式选择性，能够在宽广的频率范围内仅支持单一传输模式，这为信号的高效传输提供了可能。此外，包层区气孔的排列方式对模式的性质有着显著影响，通过精细调控气孔的布局，可以改变光波的传播特性和模式特征，为光纤通信系统的性能优化提供了灵活性。

什么是光与光脑?

1、光脑是由光导纤维与各种光学元件制成的计算机。利用了光的传播速度比电子速度快的原理。它不像普通电脑靠电子在线路中的流动来处理信息，而是靠一小束低功率激光进入由反射镜和透镜组成的光回路来进行“思维”的，但同样具有存储、运算和控制等功能。

2、光脑是一种新型计算机硬件设备，***用光学原理进行计算和处理数据。以下是 光脑这一概念源于对计算机技术的不断创新和探索。传统计算机依赖于电子作为信息的载体，通过电子的流动和变化来完成各种计算任务。而光脑则是利用光学原理，以光子作为信息的载体，通过光子的传播和调控来实现计算和处理。

3、外形和现在的电脑没有太大区别，光脑用的能源是光，所以称之为光脑，体积要比现在的电脑小很多，并且不存在散热问题。其运行速度要比电脑快上亿倍。

4、光脑是由光导纤维与各种光学元件制成的计算机。它不像普通电脑靠电子在线路中的流动来处理信息，而是靠一小束低功率激光进入由反射镜和透镜组成的光回路来进行“思维”的，但同样具有存储、运算和控制等功能。 计算机的“本领”大小，主要决定于两个因素：一是计算机部件的运行速度；二是它们的排列紧密程度。

5、光脑，一种独特的计算装置，利用光导纤维和光学元件构建，其运作原理与传统电脑大相径庭。不同于电子计算机依赖电子在电路中的流动处理信息，光脑通过低功率激光在由反射镜和透镜构成的光回路中进行“思维”，具备存储、运算和控制的能力。

6、光脑（光计算机）利用光子传递信息，不需要导线，即使在光线相交的情 况下，它们之间也丝毫不会相互影响。

关于光子晶体光纤国外发展历史，以及光子晶体的发展现状的相关信息分享结束，感谢你的耐心阅读，希望对你有所帮助。