فیبر کریستال فوتونیک (PCF) همچنین به عنوان فیبر نوری ریزساختار (MOF) شناخته می شود ، دارای بسیاری از خصوصیات فیزیکی منحصر به فرد و بدیع است ، از جمله: دستیابی به مشخصات با الیاف تک حالت کوارتز معمولی دشوار یا غیرممکن است.
بنابراین ، الیاف نوری ریز ساختار توجه محافل علمی خارجی را به خود جلب کرده است. با پیشرفت فن آوری ساخت فیبر نوری ریز ساختار ، شاخص های مختلفی از الیاف نوری ریزساختار پیشرفت چشمگیری داشته و فیبرهای نوری ریزساختار جدید نیز طبق زمان لازم ظهور کرده اند. این نه تنها در زمینه فن آوری ارتباطات نوری معمولی اعمال می شود ، بلکه به طور گسترده ای در زمینه دستگاه های نوری نیز استفاده می شود ، مانند: لیزرهای فیبر با قدرت بالا ، تقویت کننده های فیبر ، طیف سنجی فوق پیوسته ، جبران پراکندگی ، سوئیچ های نوری ، دو برابر شدن فرکانس نوری ، فیلترها ، مبدل های طول موج ، ژنراتورهای Soliton ، مبدل های حالت ، قطبش دهنده های الیاف ، پزشکی ، حسگر زیستی و سایر زمینه ها.
الیاف کریستال فوتونیک که به آن الیاف ریزساختار نیز گفته می شود ، در سالهای اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. سطح مقطع آن دارای توزیع ضریب شکست پیچیده تری است و معمولاً منافذی را با آرایش های مختلف در بر می گیرد. اندازه این منافذ تقریباً به همان اندازه طول موج نور است. و در کل طول دستگاه ، امواج نوری می توانند محدود شوند تا در ناحیه اصلی فیبر منتشر شوند. الیاف کریستال فوتونی دارای ویژگی های عجیب بسیاری هستند.
به عنوان مثال ، پشتیبانی از تنها یک انتقال حالت در یک دامنه پهنای باند امکان پذیر است. ترتیب منافذ در منطقه روکش می تواند تا حد زیادی بر خصوصیات حالت تأثیر بگذارد. آرایش نامتقارن منافذ نیز می تواند یک اثر تجزیه مجدد عالی باشد که برای ما طراحی شده است. دستگاه های قطبش با عملکرد بالا این امکان را فراهم می کنند.
مفهوم بلورهای فوتونی برای اولین بار در سال 1987 ظاهر شد ، زمانی که پیشنهاد شد که شکاف باند الکترونیکی نیمه هادی ها دارای یک ساختار دوره ای متوسط مانند اپتیک است. یکی از زمینه های بسیار امیدوار کننده ، استفاده از بلورهای فوتونی در فناوری فیبر نوری است. موضوع اصلی که به آن می پردازد ریزساختار دوره ای الیاف با شاخص بالا است (آنها معمولاً از سوراخهای هوا با سیلیس به عنوان ماده زمینه تشکیل شده اند).
به الیاف مورد نظر اغلب الیاف کریستال فوتونیک (PCF) گفته می شود و این نوع جدید از موجبر نوری را می توان به راحتی به دو گروه مجزا تقسیم کرد. نوع اول الیاف دارای لایه هسته ضریب شکست بالا (معمولاً سیلیکون جامد) است و توسط یک روکش کریستال فوتونی دو بعدی احاطه شده است. این الیاف دارای خصوصیاتی مشابه الیاف معمولی هستند و اصل کار آنها تشکیل یک راهنمای موج توسط بازتاب داخلی کامل (TIR) است. در مقایسه با انتقال ضریب شکست سنتی ، ضریب شکست مdثر روکش کریستال فوتونی اجازه می دهد تا هسته ضریب شکست بالاتری داشته باشد. بنابراین ، توجه به این نکته مهم است که این فیبرهای کریستال فوتونیک بازتابش کلی (TIR-PCF) در واقع کاملاً مستقل از اثر شکاف باند فوتونیک (PBG) هستند.
نوع دیگری از الیاف که کاملاً متفاوت از TIR-PCF است ، روکش کریستال فوتونیک آن اثر شکاف باند فوتونیک را نشان می دهد ، که از این اثر برای کنترل پرتو هسته استفاده می کند. این الیاف (PBG-PCF) عملکرد قابل توجهی از خود نشان می دهند ، مهمترین آنها توانایی کنترل و هدایت تیر برای انتشار در یک هسته با ضریب شکست پایین نسبت به روکش است. در مقابل ، ابتدا الیاف کریستال فوتونیک انعکاس داخلی (TIR-PCF) تولید شدند و الیاف انتقال شکاف باند فوتونی واقعی (PBG-PCF) به تازگی به طور آزمایشی اثبات شده اند.
در سال 1991 ، راسل و همکاران ابتدا مفهوم الیاف کریستال فوتونیک (PCF) را بر اساس اصل انتقال نور کریستال فوتونیک ارائه داد.
در سال 1996 ، J． C. نایت و همکاران اولین PCF جهان&# 39 را توسعه داد. بعداً ، در زمینه ارتباطات فیبر نوری و تحقیقات نوری ، PCF علاقه گسترده ای را در سراسر جهان برانگیخت.
