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將具有不同介電常數的介質材料按照一定的周期性排列，由于存在周期性，在介質中傳播的光波的色散曲線將形成帶狀結構，帶與帶之間有可能出現類似于半導體禁帶的“光子禁帶”，光波頻率在落在禁帶中將被嚴格禁止傳播。通常將這種具有光子禁帶的周期性電介質結構成為“光子晶體”。這是1987年John和Yablonovitch在討論周期性電介質結構對光傳播行為影響時提出的概念。根據這一特點光子晶體可以有效的抑制自發輻射。如果在光子晶體引入某種程度的缺陷，和缺陷態頻率吻合的光子有可能被局限在缺陷位置，一旦偏離卻顯處，光就迅速衰減。利用缺陷可以將光束縛在某一特定位置，光就無法從任何一個方向傳播。光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber, PCF)是具有這種特性的新型光纖，由晶格常數為波長數量級的二維光子晶體構成，又稱微結構光纖。

　　光子晶體光纖激光器與傳統光纖激光器相比具有許多優異的性能，如：無截止單模傳輸特性、可調節的色散特性、高非線性和高雙折射特性等有點。光子晶體光纖具有高非線性特性，如自相位調制、交叉相位調制、四波混頻、受激拉曼散射、孤子自頻移和超連續譜生成等。可以通過減小有效纖芯直徑和采用高非線性系數的材料做纖芯來增大其非線性系數。光子晶體光纖可以方便的實現大模長面積、內包層大數值孔徑、高稀土摻雜乃至多芯設計，有效降低光纖激光器的高功率運轉時的非線性效應和熱效應，并能保持良好的光束質量，是常規光纖很難實現的。

　　丹麥PhotonicCrystal Fibre公司致力于開發高功率光子晶體光纖激光器，2007，制備出雙包層鐿摻雜光子晶體光纖，單根光纖的連續輸出功率已達到2.5kW；美國Nufern公司，制備出MM-EYDF-12/130雙包層鉺鐿共摻雜光子晶體光纖，工作波長1550nm，大纖芯設計，專供用于研發諸如激光雷達用的高功率脈沖光纖激光器和脈沖放大器。國內在光子晶體光纖激光器領域研究起步較晚，國產光子晶體光纖高功率激光器的報道還相對較少。