簡介
光子晶體光纖簡稱PCF（Photonic Crystal Fiber），zui早于20世紀90年代中后期開發出來，并迅速進入商用。PCF可分為兩大類：基于全內反射的折射率引導型光纖和基于光子帶隙效應的光子帶隙光纖。前者在結構上，光纖纖芯是固體結構，而光子帶隙光纖的纖芯是低折射率材料，比如中空結構。與普通的光纖相比，PCF具有更多特性：
在一個很寬的光譜范圍內具有單模傳輸特性
可以獲得極小的模場直徑（可低于1 um）
可以獲得極大的模場直徑（高達25 um或者更大）
可以實現1300 nm以下零色散
可以實現超常的高雙折射（接近10-2）
可以獲得高達0.9的數值孔徑
光子晶體光纖的分類及特性
所以PCF非常適用于需要高非線性，寬光譜單模傳輸，大模場直徑等應用。
光子晶體光纖的制備
折射率引導型PCF是利用多個中空的正六棱柱排列（比如帶有圓孔的正六棱柱硅棒），在光纖拉絲塔上拉制而成，中心用一根同樣材料的實芯細絲替代。帶隙型PCF，具有多個中空孔，中心位置是空的，以此作為“缺陷”。在光纖拉絲塔中，加熱到2000℃，控制壓力及重力等多種因素，zui終制成光子晶體光纖。典型的PCF外徑125 um，實際在制作的時候直徑從80 um到700 um不等。這些光纖保留在拉制前的幾何結構（比如蜂巢結構），但是現在是在微觀尺度上。
PCF拉制時照片
大模場直徑光纖（Newport F-SM系列）
通常光纖拉制成功后，還需要在外部包裹一層聚合物保護涂層，用以提高其強度，使其更易于使用。
1550 nm處F-SM系列光纖近場圖像
光子晶體光纖的應用
飛秒或者皮秒高單脈沖能量通過非線性晶體，產生超連續光譜（supercontinuum generation-SCG），zui早報道于1970年。之后科學家研究了多種材料。超連續光譜的產生并不是因為某一特定的效應，而是多種非線性效應的綜合作用，包括材料的非線性色散效應，自相位調制（self-phase modulation），拉曼散射，相位匹配以及光孤子等。
利用超快脈沖泵浦光子晶體光纖可以產生超連續光譜。很多實驗使用飛秒激光泵浦，可以產生顯著的寬光譜。皮秒激光產生的光譜范圍相較于飛秒激光相比，光譜范圍較窄，但是泵浦源價格便宜很多，所以獲得更多商業關注。
盡管只要有足夠的泵浦能量，水中也能觀察到SCG，但是光子晶體光纖是SCG的理想介質。PCF的色散可以人工控制，可以與SCG所需的范圍匹配，從而可以將入射光轉化成可調的波長范圍，而所需泵浦能量更低。
Newport SCG-800是為SCG設計的光子晶體光纖，上圖為使用光譜物理的Mai Tai飛秒激光泵浦SCG-800產生的光譜，脈寬100 fs，重頻80 MHz。所產生的光譜范圍依賴于泵浦功率及波長。