微结构光纤作为一种新型光纤,有许多独特特性,在光纤激光器和放大器应用中也有与众不同的优势。

微结构光纤可获得非常大的模场面积,可以根据需要灵活地设计光纤模场面积。例如多孔微结构光纤可通过改变孔间距调节有效模场面积,调节范围可到800。瓣形微结构光纤可通过光纤瓣数、折射率差、折射率系数、内外半径来调节有效模场面积,调节范围可达900。具有大模场面积的光纤可降低功率密度和非线性效应,并提高连续波和脉冲激光器系统的标定功率,这对开发光纤激光器和放大器非常有利,即能经受更高的功率,又不会达到使器件损伤的功率密度。大芯径光纤还可调节波导色散,使单模截止移到更短的波长,并扩大有用的传输光谱。

对于光子晶体光纤而言,其一个重要特点是其可以灵活控制的色散特性。就光子晶体光纤的结构特征来说,它对波导色散有较高的控制性。常规光纤是在石英玻璃中掺杂而在截面内形成一定的折射率分布制成的,由于材料不匹配会造成光纤损耗,因此纤芯和包层的折射率差不能过大.光子晶体光纤由单一材料(纯二氧化硅)构成,它不存在常规光纤的材料不匹配现象。通过合理调节空气孔的尺寸和间距,可以获得较大的折射率差,从而更有效的控制波导色散。因此,通过设法改进PCF的波导结构就可以实现各种期望的色散特性。光子晶体光纤的一个重要特点是零色散点可以向短波长大大推进。传统常规单模光纤的零色散点通常在1310nm处。而通过合理的调节PCF的气孔大小和间距,可以将零色散点移至800nm左右。零色散点向短波长移动,使得PCF能够在波长低于1.3μm获得反常色散(正色散),这是传统阶跃光纤无法做到的,该反常色散特性第一次为短波光孤子传输提供了可能。另外,通过适当设计空气孔的参数,可以在极宽的波段范围内具有平坦色散瓣形微结构光纤中,色散特性也可以灵活调节。基于微结构瓣形微结构光纤结构的特殊性,它是由高折射率介质n,作纤芯,高低折射率介质(n、,n2)在角向周期性交错排列作包层,形成一种花瓣形结构。其包层的折射率分布可以等效成梯度折射率分布。通过改变nl,瓣数N,相对折射率差,折射率系数Y,内半径a和外半径b,得到不同的色散曲线。K.S.Chiang等人就通过设置合理的光纤参数,使得瓣形微结构光纤在全波段单模,单模直径达到34μm,并且基模的色散损耗始终小于10dB/m。