Fotonické kryštálové vlákno (PCF), tiež známe ako mikroštruktúrne optické vlákno (MOF), má mnoho jedinečných a nových fyzikálnych vlastností, ako napríklad: kontrolovateľná nelinearita, nekonečný jediný režim, nastaviteľná singulárna disperzia, nízke straty ohybom, veľké pole režimu atď. charakteristiky je ťažké alebo nemožné dosiahnuť pomocou konvenčného kremeňového jednovidového vlákna.
Mikroštruktúrované optické vlákna preto priťahovali pozornosť zahraničných vedeckých kruhov. S pokrokom v technológii výroby mikroštruktúrovaných optických vlákien dosiahli rôzne indikátory mikroštruktúrovaných optických vlákien prelomový pokrok a podľa potreby to prinieslo rôzne nové mikroštruktúrované optické vlákna. Nepoužíva sa iba v oblasti konvenčnej optickej komunikačnej technológie, ale sa široko používa aj v oblasti optických zariadení, ako sú: vysokovýkonné vláknové lasery, vláknové zosilňovače, superkontinentná spektroskopia, disperzná kompenzácia, optické spínače, zdvojnásobenie optickej frekvencie, filtre, prevodníky vlnových dĺžok, generátory Soliton, prevádzače režimov, polarizátory vlákien, lekárske oblasti, biosenzory a ďalšie oblasti.
Fotonické kryštálové vlákno, tiež známe ako mikroštruktúrne vlákno, priťahuje v posledných rokoch veľkú pozornosť. Jeho prierez má zložitejšiu distribúciu indexu lomu a zvyčajne obsahuje póry v rôznych usporiadaniach. Veľkosť týchto pórov je zhruba v rovnakom ráde ako vlnová dĺžka svetla. A po celej dĺžke zariadenia môžu byť svetelné vlny obmedzené tak, aby sa šírili v oblasti jadra vlákna. Vlákna fotonického kryštálu majú veľa zvláštnych vlastností.
Napríklad je možné podporovať iba jeden režim prenosu v širokom rozsahu šírky pásma; usporiadanie pórov v oblasti plášťa môže výrazne ovplyvniť vlastnosti režimu; asymetrické usporiadanie pórov môže tiež spôsobiť skvelý dvojlomný efekt, ktorý je určený pre nás. Túto možnosť poskytujú vysoko výkonné polarizačné zariadenia.
Koncept fotonických kryštálov sa prvýkrát objavil v roku 1987, keď sa navrhlo, aby elektronická pásmová medzera polovodičov mala periodickú strednú štruktúru podobnú optike. Jednou z najsľubnejších oblastí je použitie fotonických kryštálov v technológii optických vlákien. Hlavnou témou, ktorej sa venuje, je periodická mikroštruktúra vlákien s vysokým indexom (obvykle sú tvorené vzduchovými otvormi s oxidom kremičitým ako podkladovým materiálom).
Dotyčné vlákna sa často nazývajú vlákna fotonického kryštálu (PCF) a tento nový typ optického vlnovodu sa dá ľahko rozdeliť do dvoch samostatných skupín. Prvý typ vlákna má jadrovú vrstvu s vysokým indexom lomu (zvyčajne pevný kremík) a je obklopený dvojrozmerným plášťom fotonického kryštálu. Tieto vlákna majú vlastnosti podobné konvenčným vláknam a ich princípom práce je vytvorenie vlnovodu úplným vnútorným odrazom (TIR); v porovnaní s tradičným prenosom indexu lomu umožňuje efektívny index lomu plášťa fotonických kryštálov jadru vyšší index lomu. Preto je dôležité si uvedomiť, že tieto takzvané vlákna fotonického kryštálu s úplným vnútorným odrazom (TIR-PCF) sú v skutočnosti úplne nezávislé od účinku fotonickej medzery v pásme (PBG).
Ďalším typom vlákna, ktoré sa úplne líši od vlákien TIR-PCF, je jeho plášť fotonického kryštálu, ktorý vykazuje efekt medzery fotonického pásma, ktorý tento efekt využíva na riadenie lúča v jadre. Tieto vlákna (PBG-PCF) vykazujú značný výkon, z ktorých najdôležitejšia je schopnosť riadiť a usmerňovať šírenie lúča v jadre s nižším indexom lomu ako plášť. Naproti tomu sa najskôr vyrobili vlákna fotonického kryštálu s úplným vnútorným odrazom (TIR-PCF) a skutočné prenosové vlákna s odstupom fotonického pásma (PBG-PCF) sa experimentálne preukázali až nedávno.
V roku 1991 Russell a kol. prvýkrát navrhla koncepciu vlákna fotonického kryštálu (PCF) založenú na princípe prenosu svetla z fotonického kryštálu.
V roku 1996 J． C. Knight a kol. vyvinul prvý PCF na svete&# 39. Neskôr, v oblasti komunikácie optickými vláknami a optického výskumu, PCF vyvolala rozsiahly záujem po celom svete.
