光子晶体光纤存在巨大的潜在市场

光子晶体光纤除了在外形上和传统光纤存在差异之外，在设计的自由度上也具有革命性优势。除了拥有传统光纤的特性，光子晶体光纤还可以灵活的调整纤芯或包层中空气孔的大小、间距和几何形状，这些变化使光纤有了更多的性能，也因此在多个方面超越了传统光纤。
 

光子晶体光纤的应用及市场
 

恶劣环境使用的高性能保偏光纤

实际应用中常常需要保持光的偏振特性，这正是保偏振态光纤的用武之地。尤其是在光纤陀螺领域，每年至少有1.5万公里的使用量。传统领结型及和熊猫型保偏光纤是基于应力双折射，双折射值通常在10-4量级。光子晶体光纤型保偏光纤，双折射可做到10-3以上，比传统保偏光纤高一个数量级，偏振保持能力更强。基于应力双折射的传统保偏光纤，应力区的引入是获得高双折射的基础。但当温度升高时，应力区的应力逐渐释放，双折射值逐渐减小乃至消失，致使传统保偏光纤在变化温度环境中稳定性较差。保偏光子晶体光纤属于几何双折射，纤芯与包层采用单一材质，一致的热膨胀系数；而且，空气包层的网格结构，能有效缓冲温度大范围波动导致的附加应力，因此保偏光子晶体光纤具有良好的温度稳定性，双折射不随温度升高而减小。可见，光子晶体保偏光纤对于在恶劣应用环境下(如：太空辐照环境中)的高精度光纤陀螺，具有不可替代的作用。
 

高功率光纤激光器和新型光纤传感

光子晶体光纤采用毛细管堆叠拉制，激光器增益光纤和刻制光纤光栅所需要的在纤芯中的掺杂变得非常容易，只需在排列时采用含有稀土元素掺杂的毛细棒替换中心毛细管即可；光子晶体光纤可以设计成高数值孔径（NA）包层，有利于泵浦光的耦合；同时可以设计成大模场、低非线性，可支持高功率、高光束质量的激光输出。

随着物联网的发展，传感行业的市场份额正在日益变大。作为光纤传感行业最先步入实用的重要传感器，光纤光栅正起着越来越重要的作用。光子晶体光纤纤芯掺锗可提高光敏性，从而可以制成光纤光栅。1999年，Ben Eggleton等科学家在纤芯掺锗的光子晶体光纤中，采用紫外光掩模写入法获得了布拉格光子晶体光纤光栅和长周期光子晶体光纤光栅。与普通光纤光栅相比，光子晶体光纤光栅具有对外界折射率指数不敏感、高耦合系数和低包层模损耗等等优点。光子晶体光纤光栅的出现，正在有力地推动着光纤光栅传感技术的进步和应用领域的拓展。
 

下一代通讯技术 - 空分复用，多芯光纤

受高容量光网络需求的推动，空分复用和多芯光纤等多种光纤结构和功能创新在不断涌现。空分复用，是一条光缆中的多组光纤通过空间进行复用的方式；多芯光纤则是一根光纤具有多个常规纤芯，且纤芯相互之间干扰很小。空分复用和多芯光纤，均可在很大程度上提升传输系统的容量，有望成为下一代传输光纤。基于光子晶体光纤制作技术，制造多芯光纤是极其方便的，只需将相应位置的毛细管替换为毛细棒即可。同时，可以设计每个纤芯周围的包层，减小纤芯之间的最小串扰距离，使同样直径的光纤中容纳更多的纤芯，提高传输系统的容量。

光子晶体光纤通过改变包层中空气孔的间距及大小，可以很方便的改变光纤的波导性能，因此可以设计具有特殊性质的光子晶体光纤。可以说光子晶体光纤在许多应用领域会超越传统光纤，将会在通讯，激光器和传感领域具有巨大的应用潜力。仅全球的通讯光纤在2013年的使用量超过2.5亿芯公里。因此，光子晶体光纤很快会在这个庞大的应用领域分到一杯羹。

 

我国光子晶体光纤的研制生产现状
 

我国目前生产的光子晶体光纤已经达到了国际较先进的水平。我国首家特种光纤产业公司武汉长盈通光电技术有限公司，已研制出多种尺寸的保偏光子晶体光纤，生产的光子晶体光纤已经达到了国际较先进的水平，也正在稳步开发光敏性和空芯光子晶体光纤等产品。公司生产的保偏光子晶体光纤在1550nm波段损耗低于1.5dB/km以下。光纤包层及纤芯采用同样材质，实测数据显示，其温度敏感性上优于传统保偏光纤，全温消光比变化为2dB左右，相比传统保偏光纤具有很大的优势。长盈通光电的技术总监廉正刚博士说:“光子晶体光纤在航天，激光器，传感等领域中均体现出不可替代的优势，未来的市场会是巨大的。”。 现在，该公司正在对光子晶体光纤的熔接进行实验，有望推进光子晶体光纤的实用化进程。

光纤的发展已超过了半个世纪。针对不同的应用，光纤的材料和结构设计都在发生着演变。光子晶体光纤的出现，使光纤生产商和应用商耳目一新，它灵活的结构设计自由度同时也吸引了各大科研院所的浓厚兴趣。虽然存在有巨大的潜在市场，但是目前我国具备光子晶体光纤研制和生产能力的公司屈指可数。