仿生学让光子晶体光纤更上层楼

   英国科学家模仿大自然中的螺旋结构，设计出传输波长为1.55 μm且具有高双折射率以及色散可调变的光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)。此种光纤号称成本低廉，并能产生大频宽的超连续光谱(supercontinua)信号，可望应用于医学、测量学以及电信上。

   City University London的Aziz Rahman表示，这是仿生概念首度被应用在PCF制作上。Rahman等人模拟向日葵内种子排序的方式来制作PCF，他们的PCF剖面含有43个相同且彼此间距几乎相等的空气洞，空气洞的直径为0.36 μm，在直径约5-6 μm的光纤芯中以1.618的黄金比例(golden ratio)做螺旋状旋转排列。

   Rahman博士表示，此种螺旋架构最能够有效率地利用空间，并提供较大的空气填充率及较佳的局旋光性，且由于空气洞的排列是非对称的，因此不会造成模态的简并(degeneracy)。

   先前已经有研究者做出双折射率达10-2的PCF，但是需要费工地在光纤中安排不同形状及尺寸的空气洞。相比之下，Rahman等人利用非对称结构来得到高双折射率，其PCF架构简单许多，双折射率也可达到0.016，且制作成本更为低。此外，螺旋PCF具有与极化相关(polarization-dependent)的色散特性，因此有可能取代传统笨重的钛蓝宝石激光器，以更有效率地产生超连续光信号。

   此研究团队已着手制造上述PCF，并希望能够研究更多自然中的螺旋结构，例如他们正在研究等角螺旋(equiangular spiral)设计，并且希望能够应用在可见光及兆赫频段，同时希望能够利用复合玻璃材料来制作这些光纤组件。