导读

　　不同于常规光纤，光子晶体光纤通过微结构设计，实现了一般光纤无法实现的特性。由于其微结构特点，要求光纤结构有严格的周期性，同时要求气孔尺寸大小必须具有均一性。因此，在实际的设计应用中气孔的排布及其形态的观察与分析非常重要。在光子晶体光纤的设计研发、常规测试或缺陷分析中，使用电子探针不但能够进行图像观察，确认气孔的各种形貌特征，还能进行原位的分析，测试所指定位置的元素含量及浓度分布情况。

　　什么是光子晶体光纤？

　　通常的光纤是高纯度的石英中间掺杂不同的元素以提高芯部折射率，实现光信号的传导。而光子晶体光纤（Photonic Crystal Fibers，PCF）是一种新型光纤，其结构及传输原理与普通光纤不同，呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性，如无截止单模特性、在可见光和近红外的反常色散 、高模式双折射等等而广受关注。PCF可广泛应用于高能量传输、高灵敏度光谱分析、超连续光谱光源、中空光纤传输、多芯光纤连接器、脉冲整形、激光器等领域。

　　光子晶体光纤的结构特点

　　结构上，PCF的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级。光纤芯部有中空和高折射率固体纤芯两种。中空结构PCF把二维的气孔配置在包层中，使反射光局限在光纤芯部气孔中进行传播；高折射率纤芯一般为石英掺杂Yb、F、Al等构成。这些具有内部结构的光纤也被称为微结构光纤。从发展趋势来看，随着结构的变化，也出现了气孔、液体、颗粒填充等方式来实现更多的特性变化。

少模PCF光纤结构示意图

于慧敏等.少模液芯光子晶体光纤中飞秒脉冲的演化研究[J].红外,2024,45(4):13-24.

　　光子晶体光纤为什么需要电子探针

　　由于PCF的气孔的形状、大小和排列有很大的控制余地，而气孔的排列方式能够极大地影响传导模式的性质，因而可以根据需要设计PCF的光传输特性。另外，PCF的传导机制是依照光子带隙效应（Photonic Band Gap，PBG）来导光的，要求光纤结构有严格的周期性，同时要求气孔尺寸大小必须具有均一性。因此，在实际的设计应用中气孔的排布及其形态的观察与分析非常重要。

　　公海赌赌船官网jc710电子探针为何能胜任光子晶体光纤的表征需求

　　公海赌赌船官网jc710电子探针EPMA搭配统一尺寸的4英寸罗兰圆半径的全聚焦分光晶体、以及52.5°的高位特征X射线检出角，可以实现高灵敏度和高分辨率的元素测试能力，在超轻元素、微量元素的检出方面具有独特的优势。同时采用固定孔径的光阑，通过调整聚光透镜的聚光能力，实现电子束流的灵活切换，无需物理调整光阑及物理合轴对中即可实现小束流的图像高分辨率观察，完全满足PCF的观察需要。

　　公海赌赌船官网jc710电子探针测试光子晶体光纤

　　下面为设计中的一类光子晶体光纤，该光纤为双包层PCF结构，内包层含有许多规则排列的、沿轴向延伸的微小气孔，内外包层由紧密排列的大气孔相隔，其电子图像的观察结果见下图：

双包层PCF的电子图像观察

　　使用电子探针进行观察及定性分析显示，芯部为高折射率的石英掺杂细棒，为六边形堆积结构，可提高了泵浦（pump）效率，也实现了较大数值的孔径。

　　掺杂元素的浓度和掺杂的均匀性对掺杂光纤纤芯的功能有显著影响。电子探针使用细聚焦电子束作为入射源，激发样品的X射线荧光信号用来进行微区的定量分析，其交互作用的影响范围为微米量级，可用来测量指定位置的元素含量。对掺杂纤芯的不同位置进行定量测试，结果见下表：

　　纤芯区域三点定量分析结果（Wt%）

　　使用线分析的方法可确认纤芯掺杂F和Yb的浓度分布情况，结果显示如下：

纤芯结构的电子图像及元素浓度线分析位置

纤芯中掺杂F和Yb的线分析结果

　　从上面图像观察、元素成分分析和线分析的结果可以看出，此光子晶体光纤为双包层结构；部分内包层气孔内有异物；芯部六边形堆积结构掺杂石英的成分较均匀。

　　结语

　　在探索光子晶体光纤（PCF）的奥秘和潜力时，公海赌赌船官网jc710电子探针显微分析仪扮演着关键角色。通过其精确的微结构分析能力，公海赌赌船官网jc710探针不仅揭示了PCF内部的复杂气孔排布，还提供了关于材料成分和纯度的宝贵信息。这些信息对于优化光纤的设计和提高其性能至关重要。

　　正是这种分析，使得公海赌赌船官网jc710电子探针成为光通信领域研究人员和工程师的强大工具。它不仅加速了PCF技术的发展，也为未来可能出现的新型光纤提供了实验基础。随着技术的进步，欢迎来到公赌船jcjc710·[中国]股份有限公司可以期待公海赌赌船官网jc710电子探针在光纤技术革新中继续发挥其独特的作用。

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