仿生學讓光子晶體光纖更上層樓

   英國科學家模仿大自然中的螺旋結構，設計出傳輸波長為1.55 μm且具有高雙折射率以及色散可調變的光子晶體光纖(photonic crystal fiber, PCF)。此種光纖號稱成本低廉，并能產生大頻寬的超連續光譜(supercontinua)信號，可望應用于醫學、測量學以及電信上。

   City University London的Aziz Rahman表示，這是仿生概念首度被應用在PCF制作上。Rahman等人模擬向日葵內種子排序的方式來制作PCF，他們的PCF剖面含有43個相同且彼此間距幾乎相等的空氣洞，空氣洞的直徑為0.36 μm，在直徑約5-6 μm的光纖芯中以1.618的黃金比例(golden ratio)做螺旋狀旋轉排列。

   Rahman博士表示，此種螺旋架構最能夠有效率地利用空間，并提供較大的空氣填充率及較佳的局旋光性，且由于空氣洞的排列是非對稱的，因此不會造成模態的簡并(degeneracy)。

   先前已經有研究者做出雙折射率達10-2的PCF，但是需要費工地在光纖中安排不同形狀及尺寸的空氣洞。相比之下，Rahman等人利用非對稱結構來得到高雙折射率，其PCF架構簡單許多，雙折射率也可達到0.016，且制作成本更為低。此外，螺旋PCF具有與極化相關(polarization-dependent)的色散特性，因此有可能取代傳統笨重的鈦藍寶石激光器，以更有效率地產生超連續光信號。

   此研究團隊已著手制造上述PCF，并希望能夠研究更多自然中的螺旋結構，例如他們正在研究等角螺旋(equiangular spiral)設計，并且希望能夠應用在可見光及兆赫頻段，同時希望能夠利用復合玻璃材料來制作這些光纖組件。