本研究采用Bentham DTMC300三光栅双单色仪，结合截断法对光子晶体光纤（300–2700 nm）与空芯光子晶体光纤（2000–4000 nm）的光谱衰减进行了系统测量。通过全自动光栅控制、电动狭缝调节与探测器选择，实现了300–5000 nm范围内恒定带宽的高稳定性测量。系统中红外波段采用低温冷却InSb探测器，即使在低信号条件下仍保持高信噪比，从而实现了对两类光纤衰减特性的精确表征，为中红外光纤设计与应用提供了可靠的实验依据。
光子晶体光纤宽光谱衰减的高精度测量研究
摘要：本研究采用Bentham DTMC300三光栅双单色仪，结合截断法对光子晶体光纤（300–2700 nm）与空芯光子晶体光纤（2000–4000 nm）的光谱衰减进行了系统测量。通过全自动光栅控制、电动狭缝调节与探测器选择，实现了300–5000 nm范围内恒定带宽的高稳定性测量。系统中红外波段采用低温冷却InSb探测器，即使在低信号条件下仍保持高信噪比，从而实现了对两类光纤衰减特性的精确表征，为中红外光纤设计与应用提供了可靠的实验依据。
在采用 Bentham DTMC300 三光栅双单色仪，配备电动狭缝和光纤连接器输入，通过截断法测量 PCF (300–2700 nm) 和空芯 PCF (2000–4000 nm) 的光谱衰减，配置范围为 300–5000 nm。
全自动光栅控制、探测器选择和狭缝调节，确保带宽恒定，使得该仪器在宽光谱范围内操作简便。即使使用黑体辐射源和单模光纤，灵敏的探测器也能提供良好的信噪比。在中红外波段，采用低温冷却的InSb探测器，即使在这一不利的波长范围内，也能精确测量衰减。
空心石英光纤的衰减光谱：
图：通过 83 米光纤的透射光谱（蓝色）和通过 78 米光纤的透射 HeNe 激光光谱（红色，0.5 nm 分辨率）。
光子晶体光纤（PCF）又称微结构光纤，通过在包层中构建周期性排列的微结构（如空气孔阵列），实现对光的精准调控。相比传统光纤，PCF具有无截止波长、色散可调、非线性效应强、传输损耗低等特点。实芯保偏光子晶体光纤（PM-PCF）在光纤陀螺等传感领域应用广泛，但其在1550 nm处的损耗约为2 dB/km，相比传统光纤损耗较大。空芯PCF通过光子带隙效应导光，在中红外波段具有更低的材料吸收损耗，但制备工艺复杂，空气孔内壁表面不平坦会导致散射损耗增加。
本研究建立的宽光谱衰减测量系统，不仅适用于常规通信波段（300-2700 nm），还能有效表征中红外波段（2000-4000 nm）的光纤传输性能。实验采用的低温冷却InSb探测器在中红外波段具有高灵敏度，配合黑体辐射源和单模光纤注入条件，确保了测量系统在宽光谱范围内的良好信噪比。这种高精度测量方法可为中红外光纤在气体传感、植物健康监测、医疗诊断等领域的应用提供重要的性能评估依据，推动中红外光纤技术的进一步发展。
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