图16 图内外双包层掺铥光纤激光器功率进展
常规的双包层掺镱光纤要维持较好的单模特性时，当其纤芯数值孔径达到0.03，其理论单模模场直径的极限为25微米，这远远不能够满足高功率光纤激光器的大功率高光束质量与高亮度的需求。光子晶体光纤技术的出现为双包层掺稀土光纤及新型光纤激光器提供了新的技术途径。采用空气与石英的复合材料结构，形成二维的三角形晶格点阵，当空气孔直径d与晶格常数∧的比例小于0.42时，光波电磁场维持单模工作模式。国外已经开发出纤芯直径达到80微米的双包层掺镱光纤，具备良好的单模特性。同时，外包层采用大空气孔取代常规的低折射率涂料极大地提高了内包层的数值孔径，并增强了其耐热性。
图17为烽火通信研制的双包层掺镱光子晶体光纤，经过测试，该光纤的桥壁宽度为0.32 μm，内包层数值孔径为0.65，纤芯数值孔径为0.06，有效模场面积为1 465.7μm2。
图18为烽火通信研制的掺铒光子晶体光纤，该光纤较常规掺铒光纤具有更好的抗辐照特性，以及较好的增益特性。
图17 双包层掺镱光子晶体光纤
图18 掺铒光子晶体光纤
六、能量传输光纤
能量光电子与信息光电子是光电子领域的一对孪生姊妹，信息光电子是利用光子作为信息的载体，而能量光电子是利用光子作为能量的载体，逐渐形成未来社会不可缺少的科学技术。其实，能量光电子技术自1960年美国休斯实验室研制出世界第一台红宝石激光器之后，相继研制开发了半导体激光器、CO2激光器、YAG激光器和高功率CO2激光器。特别是高功率激光器的研制成功，为激光加工技术在工业、农业、医疗、军事、科学研究以及生活等领域的应用和相关行业的发展创造了巨大的技术进步。
随着能量光电子技术的不断进步，各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现，激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式。光纤输出激光的方式具有传输功率损耗小、操作简单方便、可以任意伸展待加工部位等优点，大大地简化并缩小了现代激光设备，已经广泛地应用于材料表面热处理、激光焊接、激光切割、激光医疗、激光美容、激光制导等领域。
目前，国内激光设备制造商采用的能量光纤主要依靠进口，主要原因有四个：一是国内的能量光纤的激光损伤阈值较低；二是光纤的光透过率较国外低；三是国内机械加工精度不够，所生产的SMA905连接头的同轴度差，不能够满足医疗激光即插即用的需求；四是光纤端面处理技术较为落后。随着能量光电子产业的飞速发展和不断壮大，该行业对能量传输光纤及其套件的需求会越来越大。
烽火通信科技股份有限公司采用自主知识产权的PCVD工艺技术，成功开发出大功率高损伤阈值能量传输光纤，具体性能指标见表3所示。烽火通信的能量光纤的损伤阈值达到3.5GW/cm2, 单根光纤承受激光功率突破1kW。烽火通信科技股份有限公司的能量光纤及光纤铠装跳线产品不仅应用在激光器的能量传输，而且应用在太阳能光伏产业，以及国防激光技术等领域。
表3 能量传输光纤技术指标
Table.3 Specifications of Power Delivery Optical Fibers
七、特种光纤发展趋势
目前，随着我国3G与三网合一的信息化建设投资加大，以及振兴中西部、发展农村、扩大内需等政策的相继出台，我国对光纤光缆以及光电子器件保持旺盛增长势头，今后随着信息基础设施的完善与扩大，预计对光纤光缆和光纤器件的需求将继续增长。
特种光纤具有向如下几个方向发展的趋势： (1)高附加值、高技术含量的特种光纤
(2)光纤通信器件：可调色散补偿器、动态PMD补偿器、高功率放大器、光参量放大器OPA、慢光及全光缓存器、波长变换器件等；
(3)能量光纤器件：全光纤化激光器、单频、窄线宽等大功率有源光纤器件与无源光纤器件等； (4)医疗光纤器件：微创手术器件、内窥医疗器件等；
(5)传感光纤器件：各种特殊环境应用的器件，如压力、温度、位移等参量的传感与探测器件，光纤陀螺等。 物联网和云计算等新技术的出现，更加大了特种光纤及各种新型光电子器件的需求，特种光纤作为一个新兴的产业，将面临较大的发展机遇与挑战，这也为我国民族光纤产业提供了横向发展与纵向延伸的历史舞台。（全文完）