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 n 光子带隙光纤光栅# 王志，刘艳格* （南开大学现代光学研究所，教育部光电信息科学重点实验室，天津，300071） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：光子带隙光纤具有的独特的传导机制和导光特性，是目前光纤光学的研究热点。光子 带隙光纤与光纤光栅相结合，能够更加深入的研究光子带隙光纤的传导特性，扩展光纤光栅 的应用领域，在光子带隙光纤的设计、新型光纤传感、通信器件的研制方面具有重要的应用 价值。本文系统地综述了光子带隙光纤光栅相关的理论与技术，首先阐述了光子带隙光纤的 分类、导光机制和模式特点，接着总结了在其上写制 Bragg 光栅和长周期光栅的方法，在此 基础上重点阐述了光子带隙光纤光栅的理论分析模型和谐振耦合特性。 关键词：光子带隙;光子晶体光纤;光纤光栅 中图分类号：TN253 Fiber Gratings in Photonic bandgap fibers WANG Zhi, Liu Yange (Key laboratory of Optical Information and Technology, Ministry of Education and Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin, 300071, China) Abstract: Photonic bandgap fibers (PBGFs) have attracted a great deal of interest in recent years due to their unique guiding mechanism and characteristics. The fiber gratings in PBGFs might contibute to in-depth study of propagating properties of PBGFs and extend the application fields of the fiber grating. They have potential applications in the design of PBGFs, fiber sensors, and fiber communication devices. This paper reviews the relevant theories and experiments of the fiber gratings in PBGFs. Firstly, the classification, guiding mechanism and modal properties of PBGFs are described. Secondly, various fabrication techniques of Bragg grating and long period grating in PBGFs are summarized. Finally, the theoretical model and the resonance characteristics of PBGF grating are illustrated. Key words: Photonic bandgap; Photonic crystal fiber; Fiber grating 0 引言 光子晶体光纤又称作微结构光纤，它利用光纤包层中的微纳结构将光约束在纤芯中传 输。光子晶体光纤独特的传输机制和特性使其获得了广泛的关注。根据传导机制的不同，光 子晶体光纤可以分为折射率引导型光子晶体光纤和光子带隙光纤[1]。其中折射率引导型光子 晶体光纤纤芯折射率高于微结构包层的有效折射率，其传导机制类似于普通光纤的全内反射 原理。光子带隙光纤通常由折射率周期分布的二维光子晶体构成包层，利用包层的光子带隙 效应把光约束在纤芯中传输。1998 年，巴斯大学 Knight 等人又首先制造出蜂窝包层结构的 光子带隙光纤[2]，此后空芯光子带隙光纤[3]、高折射率材料填充光子带隙光纤[4]和全固光子 带隙光纤[5]相继出现并以其各自独特的特性广泛应用于光纤激光器[6]、超短脉冲产生与传输 [7] 光纤光栅是重要的无源光纤光子器件，在通信和传感领域有着广泛的应用[10]。在光子 带隙光纤上写制光纤光栅，不仅能够利用光纤光栅的模式耦合功能深入研究光子带隙光纤的 基金项目：国家 973 计划项目（2010CB327605）；国家自然科学基金11174155）；高等学校 博士学科点专项科研基金资助课题（200800551025） 作者简介：王志（1976-），男，副研究员，目前主要