光纤通信用光子晶体器件的进展
光子晶体光纤在光通信中的应用
光子晶体光纤在光通信中的应用光通信作为一种高速、大容量、低损耗、抗干扰性强的通信方式，日益成为人们关注的焦点。
而光子晶体光纤作为光通信领域中的重要技术之一，其在传输中所展现出的独特性能和优势，为光通信的发展和应用带来了新的可能性和发展机遇。
一、光子晶体光纤的基本原理光子晶体光纤是一种结构具有周期性的光纤，其表面上呈现出高度有序的孔隙排列，在光的传输中能够对光的频谱和传播特性进行有效的控制。
光子晶体光纤的基本结构由介质材料的高折射率材料和低折射率材料所组成，通过对不同材料的选择和排列方式可以实现对光信号的调控和处理。
二、光子晶体光纤在光通信中的应用1. 高速传输：光子晶体光纤具有较高的光互连带宽，能够实现GB 级的高速传输，在光通信中可以满足大容量数据的传输需求。
2. 低损耗传输：光纤中的光信号传输距离过长会引起传输损耗。
而光子晶体光纤由于其特殊的结构，能够有效地减少光信号的损耗，提高信号的传输质量。
3. 宽带传输：光子晶体光纤对不同波长的光信号具有很好的传输特性，能够实现宽带的传输，提高通信系统的传输效率。
4. 抗干扰性强：光子晶体光纤中的光信号传输不受电磁干扰的影响，能够有效地避免通信信号受到外界干扰而导致的传输质量下降。
5. 兼容性强：光子晶体光纤可以与传统的光纤系统兼容，并且通过对光子晶体光纤的设计和优化，能够实现与不同光传输系统的接口和光互连。
三、光子晶体光纤的发展趋势随着光通信技术的不断深入研究和应用，光子晶体光纤作为其中的重要组成部分，也在不断地得到改进和完善。
未来，光子晶体光纤可能呈现以下几个发展趋势：1. 增强传输能力：通过改变光子晶体光纤的结构和材料，提高其传输能力和数据传输速率，以满足日益增长的通信需求。
2. 减小尺寸：通过微纳加工技术，研制出更小尺寸的光子晶体光纤，使其在光通信设备中的应用更加灵活和便捷。
3. 多功能集成：将光子晶体光纤与其他光学器件进行集成，实现光通信系统的多功能化，并且具备更好的自适应和兼容性。
光子晶体光纤传感技术研究及其应用
光子晶体光纤传感技术研究及其应用光子晶体光纤传感技术是一种新的传感技术，近年来得到了广泛的应用和研究。
该技术利用特殊的“光子晶体”结构，将光纤中的光束束缚在其中，使得光纤在传输光信号的同时，还能够实现高灵敏度、快速响应、高精度、高速度、远距离等优点，极大地提高了传感器的性能和应用范围。
本文将详细介绍光子晶体光纤传感技术的原理、性能和应用，以期引起广大读者的关注和研究。
一、光子晶体光纤传感技术的原理光子晶体光纤是一种具有周期性折射率分布的光纤，其折射率呈现出周期性变化。
这种变化使得光子晶体光纤能够将光束束缚在晶体中，从而产生共振效应。
光谱传输及调制、耦合、消光、波导、微操纵、分波器、波长选择性过滤等功能性能极强。
光子晶体光纤传感技术的原理是通过光子晶体结构对光场的调制实现对物理量的测量和控制。
根据传感器中被测量物理量的不同，可以设计不同的光子晶体结构和传感器方案。
例如，利用微纳加工技术，在光子晶体光纤中制造微小的缺陷，可以实现对温度、压力、湿度、光强度等参数的测量。
利用光纤连接器、光栅反射器等元器件，可以实现对光信号的调制和传输。
通过光纤尺寸、光纤材料的选择和光子晶体结构的调制等手段，可以实现对传感器性能的优化和提升。
二、光子晶体光纤传感技术的性能光子晶体光纤传感技术具有以下几个优点：1. 高灵敏度光子晶体光纤传感技术利用光子晶体结构束缚光束，使得光的传输与物理量的变化产生共振，从而提高了光信号的灵敏度。
传统的光纤传感技术只能通过光强的变化来检测被测物理量的变化，灵敏度有限。
而光子晶体光纤传感技术不仅可以探测光强的变化，还能够探测光场的相位、振幅等信息，灵敏度更高。
2. 快速响应光子晶体光纤传感技术利用光子晶体光纤中的高灵敏度共振效应，能够快速响应被测量的变化。
与传统的光纤传感技术相比，光子晶体光纤传感技术响应时间更短、反应更迅速。
3. 高精度光子晶体光纤传感技术可以利用微纳加工技术精确制造光子晶体结构，实现高精度传感器的制造。
光子晶体材料在光学器件中的应用与发展
光子晶体材料在光学器件中的应用与发展光子晶体材料是一种具有周期性的折射率结构的材料，其周期与光波长相当或更小，可以控制光的传输和操控光波的传播性质。
光子晶体材料具有许多独特的光学特性，因此在光学器件中具有广泛的应用前景和发展潜力。
在现代光学科学中，光子晶体材料已经得到了广泛的应用，尤其在光学通信、光电子器件和光学传感等领域中发挥着重要的作用。
首先，光子晶体材料在光学通信中的应用日益重要。
随着信息技术的发展，光通信已成为现代通信领域的主流技术。
光子晶体材料通过调控光的传播和反射特性，可以实现光波的高效传输和控制。
利用光子晶体材料构建的光纤和光波导器件，可以实现超高速率的光信号传输和低损耗的数据传输。
此外，光子晶体材料还被应用于光纤通信中的衍射光栅、光开关等器件，实现光的调制和定向传输，为光通信技术的进一步发展提供了强大的支持。
其次，光子晶体材料在光电子器件中的应用也日益受到重视。
由于光子晶体材料的特殊结构，其能带结构具有光子禁带和光子导带，因此可以实现光电子器件的功能设计和优化。
例如，利用光子晶体材料的光子禁带效应，可以实现高效的光电探测器件和光电放大器件。
另外，光子晶体材料还可用于构建光电二极管、光电晶体管等器件，实现光电能量的转换和控制。
在太阳能电池领域，光子晶体材料的应用也得到了一定的研究，有望实现光电转换效率的提升和光照补偿的优化。
此外，光子晶体材料在光学传感领域也具有广泛的应用前景。
光子晶体材料的周期性结构和调控特性，使其具备感知光波的特性。
通过改变光子晶体材料的结构参数和折射率，可以实现对光波传播的选择性控制，从而实现对光波的精确测量和探测。
借助光子晶体材料的特殊结构，可以制备出高灵敏度和高选择性的光学传感器，用于检测和测量环境中的温度、压力、化学成分等参数。
此外，光子晶体材料还可以应用于生物传感和生物医学领域，例如用于药物释放、分子诊断和生物成像等方面。
光子晶体材料在光学器件中的应用与发展还面临一些挑战与机遇。
光子晶体材料在光电子学领域中的应用
光子晶体材料在光电子学领域中的应用首先，光子晶体材料在光通信领域中有着重要的应用。
光子晶体材料具有对特定光波长的光子进行传播、衍射和散射的特性。
借助光子晶体材料，可以制备光学滤波器、光子晶体光纤、光子晶体激光等光器件，实现对光信号的调控和传输。
例如，利用光子晶体材料可以制备具有特定通信频带的光通信滤波器，可以在光通信系统中起到滤除杂散光信号的作用，提高光通信系统的信号传输质量。
其次，光子晶体材料在光传感器领域中有着广泛的应用。
光子晶体材料的光学性质受到其周期性周期结构的调控，可以改变特定波长的光的传播方向和衍射效果。
基于此特性，可以利用光子晶体材料制备各种光传感器，用于检测和测量光信号。
例如，通过改变光子晶体材料的结构参数可以制备特定波长的光纳米传感器，用于检测和测量生物分子的浓度和组成。
另外，光子晶体材料还可以用于制备光子晶体传感结构，用于检测环境参数的变化，如温度、湿度、压力等。
光子晶体材料在太阳能电池领域中也有着重要的应用。
太阳能电池是一种将光能转化为电能的器件，而光子晶体材料具有对特定波长的光的调控特性，可以改变光在材料中的传播路径和吸收增强效果。
利用光子晶体材料可以制备结构独特的太阳能电池，提高光的吸收效率和光电转换效率。
例如，可以将光子晶体材料用作太阳能电池的背反射层，通过调控光的多次反射和散射效果，增强光在太阳能电池中的吸收效果，提高太阳能电池的光电转换效率。
此外，光子晶体材料还在光隔离和光泵浦领域中有着广泛的应用。
光子晶体材料具有特殊的禁带结构，可以实现对特定频率光的隔离和调控。
利用光子晶体材料可以制备高效的光学分离器、光学泵浦器等器件，用于光信号的选择性传输和能量的转换。
例如，可以利用光子晶体材料制备高效的光分离器，将多个频率光信号分离并进行独立传输，实现光信号的多路复用。
另外，光子晶体材料还可以用于制备高效的光泵浦器，通过光与材料的相互作用，实现能量的转换和调控。
综上所述，光子晶体材料在光电子学领域中具有广泛的应用潜力。
光子晶体光纤的发展与应用
光子晶体光纤的发展与应用光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）是一种新型的光纤，由具有周期性的介质微结构构成，可以用来传输光信号和进行光信号的调制、扩展等。
它具有良好的传输性能和调控特性，在通信、传感、激光器等领域具有广泛的应用前景。
光子晶体光纤的发展可以追溯到1996年，当时英国剑桥大学的C. M. Smith等人首次提出了这种新型光纤的概念。
相对于传统的光纤，光子晶体光纤在纵向和横向两个维度上都具有周期性的介质微结构，这使得光子晶体光纤具有许多优良的特性。
首先，光子晶体光纤具有良好的传输性能。
传统的光纤通常采用全反射的方式传输光信号，而光子晶体光纤利用光的衍射效应和光的禁带效应进行光信号的传输。
这使得光子晶体光纤的传输损耗更低，带宽更大，可以实现更高的传输速率和更长的传输距离。
其次，光子晶体光纤具有灵活的调控特性。
由于光子晶体光纤的结构可以通过微纳加工技术进行设计和调控，可以根据具体需求设计出具有不同特性的光纤。
例如，可以调控光子晶体光纤的色散特性，使其具有超宽带特性；可以调控光子晶体光纤的非线性特性，实现光子晶体光纤激光器等各种光学器件。
最后，光子晶体光纤可以应用于多个领域。
在通信领域，光子晶体光纤可以用于高速光通信、光纤传感等应用，可以提高传输速率和传输距离，实现更高效的光通信系统。
在传感领域，光子晶体光纤可以用于温度、压力、形变等参数的测量，具有高灵敏度、实时性和高精度等优点。
此外，光子晶体光纤还可以应用于激光器、光谱分析和生物医学等领域。
光子晶体光纤的应用前景广阔，但目前仍面临一些挑战。
首先，光子晶体光纤的制备技术还比较复杂和昂贵，需要进一步改进和优化。
其次，光子晶体光纤在大尺寸和多芯结构上的制备仍存在一定的困难。
此外，光子晶体光纤在非线性效应和色散补偿等方面的研究还不够深入和完善。
总之，光子晶体光纤具有良好的传输性能和调控特性，具有广泛的应用前景。
随着制备技术的不断发展和改进，光子晶体光纤将会在通信、传感、激光器等领域得到更广泛的应用，为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
光子晶体技术在光通信中的应用前景
光子晶体技术在光通信中的应用前景随着移动互联网的快速发展，人们对高速、稳定的网络需求越来越高。
在这种情况下，光通信技术被认为是解决这一问题的有效途径。
而光子晶体技术，作为一种新型材料，也被越来越多地应用于光通信领域，在光通信中发挥着重要的作用。
什么是光子晶体技术？光子晶体技术是一种基于大规模平面微加工技术的新型材料制备技术。
光子晶体材料由许多介电或金属微结构组成，这些微结构以规则多面体的方式排列。
光子晶体结构的特殊之处在于其晶胞尺度约为光波长的个位数倍，可以对可见光和红外线光进行选择性过滤。
光子晶体技术在光通信领域的应用光通信技术是将信息以光的方式传输，在信息处理和存储方面被普遍应用。
在光通信技术中，光子晶体技术可以用于实现高速传输和光信号过滤，它可以将不同波长的光分离和整合，充分利用光资源，提高信息传输效率。
光子晶体技术在激光器和探测器中的应用光子晶体技术在激光器和探测器中也有着广泛的应用。
激光器是光通信中必不可少的器件，它能够产生高功率和高速的窄束光线。
光子晶体技术可以用来制备具有不同模式的激光器，以满足高速传输的需求。
同时，光子晶体技术也可以用于制造高灵敏度的探测器，这对于实现高效率的光通信系统至关重要。
光子晶体技术在光纤通信中的应用光子晶体技术还可以在光纤通信中发挥重要作用。
在光纤通信中，信号传输距离越远，信号会发生衰减、色散和失真等问题。
这些问题严重影响了光通信的长距离传输效率。
光子晶体技术可以在光纤通信中实现波长选择，将多个波长的光信号分离出来，并通过不同的光纤通道传输，从而降低信号衰减和色散等问题，提高光纤通信的传输效率。
光子晶体技术的未来前景光子晶体技术作为一种新型材料制备技术，将在光通信领域中发挥着越来越重要的作用。
光子晶体技术的不断发展，将会推动光通信技术的进一步发展。
其中，波长分路复用、激光器和探测器等技术将会成为光子晶体技术应用的重点。
此外，随着可见光通信和全息技术等领域的不断发展，光子晶体技术在这些领域中也将得到广泛应用。
综述光子晶体的研究进展
综述光子晶体的研究进展光子晶体（Photonic crystal）是一种具有周期性的折射率分布的人工光学材料，其在电磁波的传播中发挥着重要作用。
光子晶体可以通过控制光的传播行为实现对光波的调控和控制，具有广泛的应用潜力。
本文将综述光子晶体的研究进展。
光子晶体的发展可以追溯到1987年，当时Yablonovitch等人首次提出了光子禁带（Photonic bandgap）的概念，即在一些频率范围内，光子晶体可以完全排除特定方向上的电磁波的传播。
这一概念引发了光子晶体研究的热潮。
在光子晶体的研究中，设计和制备光子晶体材料是关键环节。
研究人员通过改变光子晶体的周期、形状和尺寸等参数，来调控光的传播特性。
常用的制备方法包括自组装法、溶胶凝胶法、光刻法和自旋镀膜法等。
随着技术的发展，研究人员可以制备出具有二维和三维周期结构的光子晶体材料。
光子晶体的研究进展可以总结为以下几个方面。
首先，光子晶体在光学器件中的应用取得了重要进展。
例如，在光纤通信中，光子晶体光纤可以提供低损耗和低色散的传输特性，进一步提高了通信带宽和传输距离。
此外，光子晶体在激光器、太阳能电池和光学传感器等领域也有广泛应用。
其次，光子晶体的表面等离子体共振研究也取得了重要进展。
通过将金属等离子体纳米颗粒引入光子晶体中，可以产生局域表面等离子体共振效应，从而实现对光的超聚焦和局域增强效应。
这对于提高光学器件的分辨率和灵敏度具有重要意义。
另外，光子晶体在光学传感器和生物医学领域的应用也受到了广泛的关注。
光子晶体结构可以通过改变其反射光的特性对环境中的物质进行探测和识别。
例如，通过改变光子晶体的折射率，可以实现对环境中的气体和化学物质的检测。
此外，光子晶体还可以用于生物成像和癌症治疗等生物医学应用。
最后，光子晶体的研究也涉及到新型材料的开发。
近年来，研究人员通过结合光子晶体结构和具有特定光学性质的材料，如非线性光学材料和拓扑绝缘体材料，实现了更多样化和功能化的光子晶体器件。
光子晶体光纤的原理、应用和研究进展
光子晶体光纤的原理、应用和研究进展一、本文概述光子晶体光纤，作为一种具有独特光学性质的新型光纤，近年来在光通信、光电子、生物医学等领域引起了广泛关注。
本文旨在全面介绍光子晶体光纤的原理、应用以及研究进展，以期为读者提供深入的理解和前沿的科研动态。
我们将概述光子晶体光纤的基本结构和光学特性，阐述其与传统光纤的区别和优势。
我们将详细介绍光子晶体光纤在光通信、光电子器件、生物医学成像等领域的应用实例，展示其在这些领域的独特作用和价值。
我们将总结当前光子晶体光纤研究的热点问题和发展趋势，以期为相关领域的研究者提供有价值的参考。
二、光子晶体光纤的基本原理光子晶体光纤，也被称为微结构光纤或空芯光纤，其基本原理主要基于光子带隙效应和光子局域化。
这种光纤的核心结构由周期性排列的空气孔组成，形成了一种类似于晶体的结构，因此得名光子晶体。
光子带隙效应是指，在特定频率范围内，光波在光子晶体中传播时，由于受到晶体结构的影响，某些频率的光波被禁止传播，形成所谓的“光子带隙”。
这种效应使得光子晶体光纤具有独特的传输特性，例如低损耗、高带宽等。
光子局域化则是指，当光波在光子晶体中传播时，受到晶体结构的影响，光波的能量被局限在某一特定区域内，形成所谓的“光子局域态”。
这种效应使得光子晶体光纤能够实现光波的高效传输和控制。
在光子晶体光纤中，光波主要在空气孔中传播，而非传统的光纤中的玻璃介质。
这种特殊的传输方式使得光子晶体光纤具有许多独特的性质，例如低损耗、高带宽、抗弯曲、耐高温等。
由于光子晶体光纤的结构灵活性，可以通过改变空气孔的大小、形状和排列方式等，实现对光波传输特性的精确调控，进一步拓展其应用范围。
光子晶体光纤的基本原理是基于光子带隙效应和光子局域化，通过特殊的结构设计实现光波的高效传输和控制。
这种光纤具有许多独特的性质和应用前景，是光通信领域的重要研究方向之一。
三、光子晶体光纤的应用领域光子晶体光纤作为一种独特的光传输媒介，其应用领域广泛而深远。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
****：光纤通信用光子晶体器件的进展光纤通信用光子晶体器件的进展****（********，重庆400065）摘要：光纤通信已经成为当今信息社会不可或缺的神经系统。
光纤通信系统的核心元器件——光电子晶体器件，是近年来迅速发展起来的一类微纳米器件，可以操控光子的运动行为，并具有损耗极低、体积小、易集成的优点。
本文介绍了光子晶体及其特征，概述了光子晶体器件的基本工作原理、器件结构以及各种光子器件的现状和发展趋势。
关键词：光纤通信；光子晶体器件；发展趋势Development of photonic crystal devices used in optical fibercommunication********(**********,Chongqing 400065, P. R. China)Abstract：Optical fiber communication has become the nervous system in the modern information society. The core component of the optical fiber communication system is the photonic crystal device, developed rapidly in recent years as a class of micro-nano devices, which can control the behavior of the photon, and the device has the advantages that it has low loss, small size and it is easy to be integrated. Photonic crystal and its characteristics were introduced in this paper; summarizing the basic principle of work, the structure of device and the present situation and development of the various photonic devices.Key words：Optical fiber communication；Photonic crystal devices；Development trend0 前言光纤通信主要是指利用激光作为信息的载波信号并通过光导纤维来传递信息的通信系统。
现代微电子技术从20世纪中期诞生以来，以每18个月单芯片数据密度增加一倍的摩尔定律高速发展，极大地推动了现代科学技术的进步和社会经济的飞速发展。
当信息处理的频率和信号带宽越来越高时，通过金属线传输电子会带来难以克服的发热问题和带宽限制；而线宽减小到深纳米尺度时，相邻导线的量子隧穿效应成为电子器件发展的重要瓶颈。
这迫使人们越来越关注光信息处理技术，并尝试用光器件来替代部分传统电子器件，以突破上述瓶颈限制。
实现这一目标的关键在于如何将光子器件尺寸降低至微纳米量级，并能与微电子电路集成在同一芯片上。
目前比较有效的方法有三种：纳米线波导，表面等离子体和光子晶体[1]。
其中，光子晶体具有体积小、损耗低和功能丰富等多种优点，被认为是最有前途的光子集成材料，称为光子半导体[2]。
它是1987年才提出的新概念和新材料。
这种材料有一个显著的特点是它可以如人所愿地控制光子的运动[3，4]。
由于其独特的特性，光子晶体可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能光学器件，在光通讯上也有重要的用途，如用光子晶体器件来替代传统的电子器件，信息通讯的速度快得无法想象。
用光子晶体做成的光子集成芯片，可以像集成电路对电子的控制一样对光子进行控制，从而实现全光信息处理，在全光通有着诱人的应用前景。
工作于可见光波段的光子晶体器件典型尺寸通常为微米、亚微米量级，却可实现导光、分光、滤光以及波分复用等很多功能，非常有利于光路集成。
目前，电路芯片集成度已经逐渐受到“电子瓶颈”效应的限制，这是因为电子带电荷，相互之间存在库仑作用，互相干扰，产生热效应，因此集成度过高时将严重影响传输速度，而光子呈电中性，并具有高于电子好几个数量级的传播速度，不仅可以大幅提高集成度，还可以大幅提高信息传递速率。
光子晶体器件还有一个突出优点：损耗极低基本可以实现无损传输，这对于光通信产业来说是梦寐以求的事，它意味着可以节约大量的光中继放大设备，极大的降低建设成本，同时很多相应的通信技术难题如：光放大后的信号畸变问题、光传输中的电子瓶颈问题等也迎刃而解。
光子晶体器件的研究已经引起国内外众多知名科研机构和公司的广泛重视，形成了包括材料学、物理学、化学、微细加工、电子工程、微电子等多学科交叉的研究热点[5]。
1 光子晶体及其特性近年来，光子晶体及其器件引起州门的普遍关注，并成为当前光电子技术研发的一大热点。
光子晶体是指具有光子带隙结构的一种人工材料，它是直接类比电子禁带材料的结果。
众所周知，电子禁带是一种能带结构，它能有效地阻止电子通过半导体，凡是处于电子禁带以下的电子都不能游动，因而不能形成电流。
然而，一旦少量的多余电子获得足够的能量而跃迁到导带上，这些电子便可在广阔的能量空间遨游。
同样地，电子的缺失也可在禁带以下形成带正电荷的“空穴”，空穴的定向运动也即刻形成电流。
微电子及其应用就是建立在对这些电流精确控制的基础上，例如半导体的开关和逻辑功能就是来源于对禁带以上电子和禁带以下空穴增益性的控制。
我们把具有这类现象的材料称之为电子禁带晶体，大家熟知的半导体Si和IIIV族化合物就是这类电子禁带晶体，而电子禁带的存在和性质主要取决于材料的原子类型及其周期性的晶格结构，即晶格的形状和间距。
周期性晶格结构的尺度为电子德布罗意波长的量级（约1~50μm）。
人们经过多年的研究，于1987年提出光子禁带（或称光子带隙）的概念[6]。
光子禁带材料，亦称光子晶体，它是指在某一能量范围的光子不能通过具有光子带隙的材料或者在这样光子带隙材料中产生的光子不能传播。
光子带隙用下式表示：()=2PBGaa cωπλ=⋅光子带隙(1) 式中，ω是光波角频率，c是真空中光速，a是晶格间隔(晶体常数，λ是光波波长。
光子晶体对光子具有阻光性或局域光性，这种阻光性是由于光子晶体具有周期性的折射率变化的结构所致。
那么，我们自然想到的光波导。
利用光子晶体阻光或局域光的特性制作的光波导称之为光子晶体光波导。
光子晶体光波导又如何导光呢?这是我们关心的问题之一。
研究表明，只要破坏光子晶体的晶格结构，便可破坏它的阴光性或局域光性。
最简单的办法是在光子晶体中引入缺陷，使之形成缺陷态，那么，光子便可在缺陷中传播。
例如，在光子晶体中引入一个线缺陷，便可形成一个二维（D2）的光子晶体光波导，利用2D光波导在传播方向的延伸便可构成三维（3D）光子晶体光波导，这就是光子晶体光纤；在光子晶体中引入一个点缺陷或一个环形缺陷，便可构成一个纳米尺寸的微谐振腔（称之为纳米谐振腔）或环形微谐振腔（称之为环形谐振腔），利用这些谐振腔便可制作出光子晶体激光器；在光子晶体光波导附近引入一个点缺陷，通过改变点缺陷的尺寸，便可制作出光子晶体滤波器；通过两条靠得很近的光子晶体光波导之间的消失场耦合，便可构成一个光子晶体丰禺合器。
利用这种耦合器和弯曲光波导的组合，便可制作出光子晶体波长复用/解复用器；利用上述光子晶体器件便可在单片的光子晶体平板上制作出光子晶体集成光路。
在光纤通信系统中，光子晶体有.两个最具吸引力的应用：一个是光子晶体光纤；另一个是2D 光子晶体器件。
光子晶体光纤具有不同于常规光纤的特性，利用它的神奇特性可以制作出高性能的光子晶体光纤及其器件（如光纤放大器和光子晶体光纤激光器）。
2D光子晶体器件最具吸引力的是它的尺寸进入纳米或微米量级，为超微型化器件提供可能性。
以低阈值和无阈值为特色的光子晶体激光器是2D光子晶体器件最具亮点的光电子器件。
2 现阶段发展的几类光纤通信用光子晶体器件2.1 光子晶体光纤2.1.1 光子晶体光纤的结构光子晶体是一种人工制造的具有周期晶格结构的材料。
最简单的光子晶体就是一块玻璃上钻有许多规则排列的空气孔阵，如果在这样的玻璃块的中心再钻一个较大孔径的孔，便构成最简单的光子晶体光纤，空气孔就是它的晶格，空气子间中心距离就是它的晶格常数。
中心孔就是光纤的导光区，周围的空气孔阵就是它的包层。
这样的光纤的导光依赖于包层表现出的光子禁带效应以及中心处的不完全禁带效应，把这样结构的光纤称之为光子禁带效应光子晶体光纤。
然而，这种光子晶体光纤只能用作演示使用。
因为它要求空气孔阵的排列十分地精确，且要求空气孔的直径较大。
真正具有实用性的光子晶体光纤是全内反射型光子晶体光纤，它的导光方式类似于传统光纤的全内反射原理，即利用中心缺陷区和缺陷区外周期结构之间的有效折射率差，而不是依赖于光子禁带效应，把光子局域在高折射率的纤芯中（缺陷区中）。
这种光纤和光子禁带效应光纤相比，无论在理解上和制作上都更为简单，因为它沿用经典的全内反射来解释导光机制，同时在制作上空气孔不需要十分精确地排列，更适合于制作。
因此，具有实用价值的光子晶体光纤大多是全内反射型光子晶体光纤，图1示出了其结构示意图。
图1 全内反射型光子晶体光纤2.1.2 光子晶体光纤的特性光子晶体具有许多不同于传统光纤的特性，概括起来有三个重要特性：(1) 单模传输特性任何普通光纤都有其截止波长，只有当传输光波的波长大于截止波长时，才能实现单模传输。
然而，对于光子晶体光纤来说，只要满足空气孔足够地小，且空气孔径与空气孔间的中心间距之比（简称孔比率）满足一定要求（如孔比率≤0.2），便具有水无休止的单模传输特性[7]。
(2) 色散特性由于光厂晶体光纤可以使用同一种材料制成，例如它的中心缺陷孔填充2SiO，这样的光子品体光纤的纤芯和包层可以做到完全的力学和热学的匹配，也就是说，纤芯和包层间的折射率差不会因为材料的不相容而受到限制。
从而可以在非常宽的波长范围内得到较大的色散。
(3) 双折射特性光子晶体光纤具有比普通光纤还高的双折射度，只要破坏光子品体光纤的截面的圆对称性便可得到高的双折射度。
例如，通过减少一些空气孔或改变一些空气孔的半径都可得到高的双折射度（3~110-⨯）[8]。
图2示出通过缩小一些空气孔的半径而获得高双折射度的光子晶体光纤的截面示意图。
周期性多孔结构图2 光子晶体光纤的截面示意图2.1.3 光子晶体光纤的设计制作光子晶体光纤具有很大的设计自由度，例如可以选择空气孔子的半径尺寸、空气孔中的填充材料晶格常数、缺陷区的形状和尺寸、缺陷区的填充材料等等，设计出具有不同模式特性、不同非线性、不同带隙、不同色散以及不同双折射特性的光了品体光纤。