光子晶體光纖(Photonic  Crystal  Fiber，PCF)，也稱為微結構光纖(Microstructure   Optical   Fiber，MOF)，它具備許多獨特而新穎的物理特性，如：可控的非線性、無盡單模特性、可調(diào)節(jié)的奇異色散、低彎曲損耗、大模場等特性，這些特性是常規(guī)石英單模光纖所很難或無法實現(xiàn)的.因此，微結構光纖引起了國外科學界的廣大關注，隨著微結構光纖制造工藝技術的進步，微結構光纖的各種指標已取得了突破性進展，各種微結構光纖新產(chǎn)品應運而生.它不僅應用到常規(guī)光通信技術領域，而且廣泛地應用到光器件領域，如：高功率光纖激光器、光纖放大器、超連續(xù)光譜、色散補償、光開關、光倍頻、濾波器、波長變換器、孤子發(fā)生器、模式轉換器、光纖偏振器、醫(yī)療、生物傳感等領域。

　　光子晶體光纖又被稱為微結構光纖，近年來引起廣泛關注，它的橫截面上有較復雜的折射率分布，通常含有不同排列形式的氣孔，這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級且貫穿器件的整個長度，光波可以被限制在光纖芯區(qū)傳播。光子晶體光纖有很多奇特的性質(zhì)。例如，可以在很寬的帶寬范圍內(nèi)只支持一個模式傳輸；包層區(qū)氣孔的排列方式能夠極大地影響模式性質(zhì)；排列不對稱的氣孔也可以產(chǎn)生很大的雙折射效應，這為我們設計高性能的偏振器件提供了可能。

　　光子晶體的概念最早出現(xiàn)在1987年，當時有人提出，半導體的電子帶隙有著與光學類似的周期性介質(zhì)結構。其中最有發(fā)展前途的領域是光子晶體在光纖技術中的應用。它涉及的主要議題是高折射率光纖的周期性微結構（它們通常由以二氧化硅為背景材料的空氣孔組成）。

　　這種被談論著的光纖通常稱之為光子晶體光纖（PCFs），這種新型光波導可方便地分為兩個截然不同的群體。第一種光纖具有高折射率芯層（一般是固體硅），并被二維光子晶體包層所包圍的結構。這些光纖有類似于常規(guī)光纖的性質(zhì)，其工作原理是由內(nèi)部全反射（TIR）形成波導；相比于傳統(tǒng)的折射率傳導，光子晶體包層的有效折射率允許芯層有更高的折射率。因此，重要的是要注意到，這些我們所謂的內(nèi)部全反射光子晶體光纖（TIR-PCFs） ，實際上完全不依賴于光子帶隙（PBG）效應。與TIR-PCFs截然不同的另一種光纖，其光子晶體包層顯示的是光子帶隙效應，它利用這種效應把光束控制在芯層內(nèi)。這些光纖（PBG-PCFs）表現(xiàn)出可觀的性能，其中最重要的是能力控制和引導光束在具有比包層折射率低的芯層內(nèi)傳播。相比而言，內(nèi)部全反射光子晶體光纖（TIR-PCFs）首先是被制造出來的，而真正的光子帶隙傳導光纖（PBG-PCFs）只是在近期才得到實驗證明。

　　1991年，Russell等人根據(jù)光子晶體傳光原理首次提出了光子晶體光纖（PCF）的概念。

　　1996年，英國南安普頓大學的J.C.Knight 等人研制出世界上第一根PCF，之后在光纖通信和光學研究領域中，PCF引起了全世界的普遍興趣。

光子晶體光纖的結構及其導光原理

　　就結構而言，PCF可以分為實心光纖和空心光纖。實心光纖是將石英玻璃毛細管以周期性規(guī)律排列在石英玻璃棒周圍的光纖。空心光纖是將石英玻璃毛細管以周期性規(guī)律排列在石英玻璃管周圍的光纖。