光通信技术 第7期
摘要 通过合理设计可使光子晶体光纤具有较大的负色散，利用这一特性可以制作新型光纤器件，用于现代光纤通信系统的色散补偿，这可大大缩短色散补偿光纤的长度。阐述光子晶体光纤在现代宽带光通信系统的色散补偿技术中的应用潜力，并说明如何设计光子晶体光纤的几何结构来补偿目前商用光通信系统中传输光纤的色散。
关键词 光子晶体光纤 光纤通信 色散补偿 色散补偿光纤
1 引言
迄今为止，商用光纤通信系统的传输速率仍远远低于光纤本身的潜在容量，这是因为光纤中光信号的传输受两个重要因素的限制，即损耗和色散。产生色散的原因在于不同的波长在同一介质中传输速度不同，即群速度色散（它在不发生混淆的情况下被简称为“色散”），而色散补偿就是通过在系统内附加负色散，以抵消传输光纤的累积色散，改善信号质量。因此，如何克服该类系统的色散便成为当前光纤通信系统的一个研究热点。
刚刚出现不到十年的光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF），由于相对于常规光纤具有许多奇异的特性，如光子带隙效应、无波长截止的单模传输和极强的非线性效应等，在光通信系统中逐渐显示出重要作用和发展前景[4]。尤其是利用光子晶体光纤包层的特殊结构，选择合适的包层参数（例如，空气孔直径d和孔间距Λ）可以使光子晶体光纤具有特殊的色散特性，这是普通色散补偿光纤难以实现的，因此非常有益于在对具有反常色散或正常色散的通信器件进行色散补偿方面的应用。特别是光子晶体光纤灵活的色散、色散斜率和线性色散变化范围的管理能力极为优秀，均衡考虑这三方面的因素后其单位长度的色散补偿能力比标准的单模光纤所用的色散补偿光纤（Dispersion Compensation Fiber，DCF）仍能实现大好几倍[5-8]，补偿带宽也可以大幅度增加，综合成本就会大幅度下降。
本文将阐述PCF在现代光通信系统的色散补偿能力，同时也包含对如何设计PCF几何结构来补偿光通信系统中传输光纤色散的说明。
