摘要: 介绍了国内外几种典型的光子晶体光纤光栅的制备方法，并分析了光子晶体光纤布喇格光栅、长周期光栅的模式耦合特性及其光通信及光传感领域中的应用前景。 

　　光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）是近年来兴起的、十分引人入胜的一种具有微结构的新型硅玻璃光纤。自1996年英国Bath大学的Knight等人首次制造了具有光子晶体包层的光纤后，PCF由于具有一系列“奇异”的光学特性而倍受重视。PCF，又称微结构光纤（Microstructured Optical Fiber, MOF）或多孔光纤（Holey Fiber, HF），其结构特点是光纤横截面具有周期性微孔结构，如图1所示。由于PCF包层微孔的大小与波长数量级相同，故可通过优化设计微孔大小、填充率以及排列等方式获得一系列“奇异”的光学性质。与常规光纤相比，PCF具有如下独特的光学特性：无穷尽单模传输、高非线性、大模场面积、可控色散特性等。基于此，PCF不仅有可能成为比常规光纤更优异的光传输介质，而且还可以用来制作各种前所未有的、功能新奇的光子器件。因此，具有周期结构的PCF已迅速成为光电子领域的前沿热点。

近年来，随着PCF的理论研究逐步深入及其制造技术和工艺的不断完善，基于PCF的器件及其应用正方兴未艾，其中包括基于模式耦合的PCF器件，如滤波器等。因此，在PCF上写入光栅就成为研制基于PCF模式耦合器的基础。

　　光纤光栅是光纤导波介质中物理结构的周期性分布，是一种新型的光无源器件，其作用在于改变或控制光波在该区域的传播行为与方式。光纤光栅的出现，深刻地影响着光纤信息传输的设计及光子器件的研制，它使许多复杂的全光纤通信和传感网络成为可能，极大地拓宽了光纤技术的应用范围。目前，高速率、大容量的DWDM通信技术及高精度、多参数、分布式传感技术的发展对FG的性能和灵活性提出了更高的要求，如光栅谐振波长可以调谐、包层模耦合可以控制以及对应变和温度等物理量更加敏感等，从而促使发展新的、特殊光纤光栅。

　　PCF和传统的光纤光栅写入技术结合为制造新型的光纤光栅提供了良机。自1999年B.J.Eggleton等人首次报道在PCF上写入光纤布喇格光栅(Photonic Fiber Bragg Grating, PFBG)和长周期光纤光栅（Photonic Long Period Grating, PLPG）以来，光子晶体光纤光栅（Photonic Crystal Fiber Grating, PCFG）的制备方法及理论分析正成为人们研究的热点。与传统的光纤光栅相比，PCFG具有如下特性：二维或多维光子晶体、设计自由度大（如单芯或多芯、空气孔可填充介质等）、波长调谐范围宽（可达100nm以上）、可进行多参量、多功能感测等。PCF及PCFG的出现，将促进并产生全新的性能优异的新一代光纤光子器件，由此可能导致现代光纤技术的新跨越。