用于光流控的新型空心光纤
光学笔记2019-06-20 21:34
随着光纤拉丝技术的发展，空心光纤也得到了迅速发展，包括空心光子带隙光纤、空心布拉格光纤和耦合抑制导光空心光纤等。与传统光纤相比，空心光纤可以将光限制在中心空气孔中从而减小了光与光纤材料的相互作用，因而可以实现一系列应用，如高功率激光制导、超短激光传输、脉冲压缩、减少延迟通信以及中红外传输。（注：本文所述空“心”光纤其实应为“芯”，奈何百度自动检测评判用“芯”是错别字，因此文中写的都是空心光纤，望读者海涵）
除了上述这些正常的在空气孔内传输光的常规应用外，还可在空气孔中填充灌输液体，使得光可以在流体中传输，从而将微流控（microfluidic）技术与光纤相结合，在光纤器件上实现光流控（optofluidic）。
微流控芯片但目前的空心光纤普遍存在一个问题，就是光纤周围一圈是密闭的，因此液体只能从光纤首尾两端流入流出。但这样的话空芯光纤的两端就不能与输入光纤和输入光纤熔接在一起，而只能分离一段距离，使得液体可以通过这三段光纤间的缝隙流通。这种结构很不稳定，而且需要较高的对准精度和光束准直度，否则会造成很大的光损耗。
为了解决这一问题，来自复旦大学和利摩日大学（University of Limoges）的Yang Hao, Limin Xiao和Fetah Benabid等人提出了一种非对称间隙无节点空心光子晶体光纤（NHC-PCF）。
光流控光纤其在光纤侧面开了一条缝隙，并利用多个二氧化硅套管将光场约束在中心孔洞处，这样空心光纤两端就可以与输入输出光纤分别熔接在一起而不影响液体的流通，极大地提高了整体的稳定性和光流控应用的可拓展性。
1550nm下不同间隙宽度的限制损耗
不同间隙宽度下的损耗谱和模场分布注：本文所述空“心”光纤其实应为“芯”，奈何百度自动检测评判用“芯”是错别字，因此文中写的都是空心光纤，望读者海涵。
参考文献：
Hao, Y., Xiao, L., & Benabid, F. Optimized Design of Unsymmetrical Gap Nodeless Hollow Core Fibers for Optofluidic Applications. Journal of Lightwave Technology, 36(16), 3162-3168.
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