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摘要: 介紹了國內外幾種典型的光子晶體光纖光柵的制備方法，并分析了光子晶體光纖布喇格光柵、長周期光柵的模式耦合特性及其光通信及光傳感領域中的應用前景。 

　　光子晶體光纖（Photonic Crystal Fiber，PCF）是近年來興起的、十分引人入勝的一種具有微結構的新型硅玻璃光纖。自1996年英國Bath大學的Knight等人首次制造了具有光子晶體包層的光纖后，PCF由于具有一系列“奇異”的光學特性而倍受重視。PCF，又稱微結構光纖（Microstructured Optical Fiber, MOF）或多孔光纖（Holey Fiber, HF），其結構特點是光纖橫截面具有周期性微孔結構，如圖1所示。由于PCF包層微孔的大小與波長數量級相同，故可通過優化設計微孔大小、填充率以及排列等方式獲得一系列“奇異”的光學性質。與常規光纖相比，PCF具有如下獨特的光學特性：無窮盡單模傳輸、高非線性、大模場面積、可控色散特性等。基于此，PCF不僅有可能成為比常規光纖更優異的光傳輸介質，而且還可以用來制作各種前所未有的、功能新奇的光子器件。因此，具有周期結構的PCF已迅速成為光電子領域的前沿熱點。

近年來，隨著PCF的理論研究逐步深入及其制造技術和工藝的不斷完善，基于PCF的器件及其應用正方興未艾，其中包括基于模式耦合的PCF器件，如濾波器等。因此，在PCF上寫入光柵就成為研制基于PCF模式耦合器的基礎。

　　光纖光柵是光纖導波介質中物理結構的周期性分布，是一種新型的光無源器件，其作用在于改變或控制光波在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵的出現，深刻地影響著光纖信息傳輸的設計及光子器件的研制，它使許多復雜的全光纖通信和傳感網絡成為可能，極大地拓寬了光纖技術的應用范圍。目前，高速率、大容量的DWDM通信技術及高精度、多參數、分布式傳感技術的發展對FG的性能和靈活性提出了更高的要求，如光柵諧振波長可以調諧、包層模耦合可以控制以及對應變和溫度等物理量更加敏感等，從而促使發展新的、特殊光纖光柵。

　　PCF和傳統的光纖光柵寫入技術結合為制造新型的光纖光柵提供了良機。自1999年B.J.Eggleton等人首次報道在PCF上寫入光纖布喇格光柵(Photonic Fiber Bragg Grating, PFBG)和長周期光纖光柵（Photonic Long Period Grating, PLPG）以來，光子晶體光纖光柵（Photonic Crystal Fiber Grating, PCFG）的制備方法及理論分析正成為人們研究的熱點。與傳統的光纖光柵相比，PCFG具有如下特性：二維或多維光子晶體、設計自由度大（如單芯或多芯、空氣孔可填充介質等）、波長調諧范圍寬（可達100nm以上）、可進行多參量、多功能感測等。PCF及PCFG的出現，將促進并產生全新的性能優異的新一代光纖光子器件，由此可能導致現代光纖技術的新跨越。