الألياف الكريستالية الضوئية (PCF) المعروفة أيضًا باسم الألياف البصرية ذات البنية المجهرية (MOF) ، لها العديد من الخصائص الفيزيائية الفريدة والجديدة ، مثل: عدم الخطية التي يمكن التحكم فيها ، والوضع الفردي اللامتناهي ، والتشتت الفردي القابل للتعديل ، وفقدان الانحناء المنخفض ، ومجال الوضع الكبير ، وما إلى ذلك. يصعب أو يستحيل تحقيق الخصائص باستخدام ألياف الكوارتز أحادية الوضع التقليدية.
لذلك ، جذبت الألياف الضوئية المجهرية انتباه الدوائر العلمية الأجنبية. مع تقدم تقنية تصنيع الألياف الضوئية المجهرية ، حققت مؤشرات مختلفة للألياف الضوئية المجهرية تقدمًا كبيرًا ، وظهرت العديد من الألياف الضوئية المجهرية الجديدة حسب الحاجة. لا يتم تطبيقه فقط في مجال تكنولوجيا الاتصالات الضوئية التقليدية ، ولكنه يستخدم أيضًا على نطاق واسع في مجال الأجهزة البصرية ، مثل: ليزر الألياف عالي الطاقة ، ومضخمات الألياف ، والتحليل الطيفي الفائق ، وتعويض التشتت ، والمفاتيح الضوئية ، ومضاعفة التردد البصري ، المرشحات ومحولات الطول الموجي ومولدات Soliton ومحولات الوضع ومستقطبات الألياف والمجالات الطبية والاستشعار الحيوي وغيرها من المجالات.
جذبت الألياف البلورية الضوئية ، المعروفة أيضًا باسم ألياف البنية المجهرية ، اهتمامًا واسعًا في السنوات الأخيرة. المقطع العرضي له توزيع معامل انكسار أكثر تعقيدًا ويحتوي عادةً على مسام بترتيبات مختلفة. حجم هذه المسام تقريبًا بنفس ترتيب الحجم مثل الطول الموجي للضوء. وطوال طول الجهاز بالكامل ، يمكن حصر موجات الضوء في الانتشار في المنطقة الأساسية للألياف. تحتوي الألياف البلورية الضوئية على العديد من الخصائص المميزة.
على سبيل المثال ، من الممكن دعم إرسال بأسلوب واحد فقط في نطاق عرض نطاق عريض ؛ يمكن أن يؤثر ترتيب المسام في منطقة الكسوة بشكل كبير على خصائص الوضع ؛ يمكن أن ينتج عن الترتيب غير المتماثل للمسام تأثير كبير على الانكسار ، وهو مصمم لنا. توفر أجهزة الاستقطاب عالية الأداء الإمكانية.
ظهر مفهوم البلورات الضوئية لأول مرة في عام 1987 ، عندما اقترح أن فجوة النطاق الإلكترونية لأشباه الموصلات لها بنية متوسطة دورية مماثلة للبصريات. أحد المجالات الواعدة هو تطبيق البلورات الضوئية في تقنية الألياف الضوئية. الموضوع الرئيسي الذي يتعامل معه هو البنية المجهرية الدورية للألياف عالية المؤشر (عادة ما تتكون من ثقوب هوائية مع السيليكا كمادة أساسية).
غالبًا ما تسمى الألياف المعنية بالألياف البلورية الضوئية (PCFs) ، ويمكن بسهولة تقسيم هذا النوع الجديد من الدليل الموجي البصري إلى مجموعتين متميزتين. يحتوي النوع الأول من الألياف على طبقة أساسية عالية معامل الانكسار (عادة ما تكون من السيليكون الصلب) ومحاطة بكسوة بلورية ضوئية ثنائية الأبعاد. هذه الألياف لها خصائص مشابهة للألياف التقليدية ، ومبدأ عملها هو تشكيل دليل موجي عن طريق الانعكاس الداخلي الكلي (TIR) ؛ بالمقارنة مع انتقال معامل الانكسار التقليدي ، فإن معامل الانكسار الفعال للكسوة البلورية الضوئية يسمح للنواة بأن يكون لها معامل انكسار أعلى. لذلك ، من المهم ملاحظة أن هذه الألياف البلورية الضوئية المزعومة بالانعكاس الداخلي الكلي (TIR-PCFs) مستقلة تمامًا عن تأثير فجوة النطاق الفوتوني (PBG).
نوع آخر من الألياف ، يختلف تمامًا عن TIR-PCFs ، يُظهر غلافه البلوري الضوئي تأثير فجوة النطاق الفوتوني ، والذي يستخدم هذا التأثير للتحكم في الحزمة في القلب. تُظهر هذه الألياف (PBG-PCFs) أداءً كبيرًا ، وأهمها القدرة على التحكم في الحزمة وتوجيهها للانتشار في قلب مع معامل انكسار أقل من الكسوة. في المقابل ، تم تصنيع الألياف البلورية الضوئية الانعكاسية الكلية (TIR-PCFs) لأول مرة ، ولم يتم إثبات تجريبياً إلا مؤخرًا ألياف نقل فجوة النطاق الفوتونية الحقيقية (PBG-PCFs).
في عام 1991 ، راسل وآخرون. اقترح أولاً مفهوم الألياف البلورية الضوئية (PCF) بناءً على مبدأ نقل الضوء البلوري الضوئي.
في عام 1996 ، J． سي نايت وآخرون. طور العالم&# 39 ؛ s أول PCF. في وقت لاحق ، في مجال اتصالات الألياف الضوئية والبحث البصري ، أثار PCF اهتمامًا واسع النطاق في جميع أنحاء العالم.
