nanosurface 2007-12-08 02:24
微結構光纖加速超快光子學發展
英國科學家設計出一種新型光子晶體光纖(photonic crystal fiber, PCF)，該光纖除了能在低功率下產生寬頻的阿秒(10-18 sec)級超快脈衝，同時也為光子學理論開闢了一片新天地。
這種由巴斯(Bath)大學的Fetah Benabid等人研發出來的空心芯(hollow-core)光子晶體光纖(HC PCF)，纖芯為可果美晶格(Kagome lattice)，即由交錯的三角形所組成的幾何結構。在一般的PCF中，光只能局限在纖芯中，這種光纖的芯與披覆層卻能同時導光，因此傳輸頻寬號稱是一般PCF的數倍。
Benabid表示，這項研究提出了一種全新的空心芯光子晶體光纖導光理論。這類光纖令人驚豔之處在於它具有纖芯模(core-guided mode)與披覆連續模(cladding continuum mode)，且兩者擁有良好的縱向相位匹配。這是實驗上首度觀察到1930年代即已提出的連續光譜中的Von Neumann-Wigan準束縛態(quasi-bound state)。
這項發現的應用範圍很廣，新理論有助於發展次世代的光電材料，如寬頻空心芯光子晶體光纖與光子晶體，而它與Von Neumann-Wiganer準束縛態之間的相似性，也為光子學與量子力學搭了一座觀念上的橋樑。
該光纖的特殊性質還帶來另一個突破。傳統作法是將很強的激發雷射脈衝打入氣體，利用高諧波產生法(HHG)製造中心波長在XUV與軟X-ray範圍的阿秒脈衝。Benabid的小組在光子晶體光纖中灌入氫氣，藉由激發拉曼散射得到橫跨UV到中紅外光的寬頻超快脈衝，既簡單效率又高。與高諧波產生法相較，Benabid的光纖據稱只需要功率低六個數量級、時間寬五個數量級的激發脈衝，就能產生阿秒級脈衝。
Benabid指出，這項技術能在UV和紅外線的波段之間，製造出一個低成本的小型次飛秒光脈衝產生系統，將對雷射科學、材料科學以及生物研究等領域帶來巨大的影響。
原始網站: [url]http://optics.org/cws/article/research/32004[/url]
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)