PCF の解析方法として、等価屈折率法、マルチポール法、局在モード展開法、有限要素(FEM)法、時間領域差分(FDTD)法などがある。図に示す最も基本となる単一欠陥コア・三角配列クラッドを例に取り、 PCF でよく使用される構造パラメータを以下に示す。図に示すように、格子間隔(ピッチ)を Λ、エアホール径を d とすると、コア径 D 及び空隙率 F は次式で表される。

3.4.1

空隙率 F は高屈折率媒質に対するエアの割合を示す。比エアホール径 d/Λ は、クラッドの実効的な屈折率と関係することから、構造の規格化パラメータとしてよく使われる。波長に対するエアホール中心間隔の相対的な大きさを示す Λ/λ は、規格化周波数を示す。これらのパラメータを変えることにより、広帯域シングルモード動作、高非線形性、分散制御性、偏波保持性、低曲げ損失性等の通常の光ファイバーとは異なった特性を持たせることができる。すなわち、PCF はコアとクラッドの屈折率差及び実効屈折率を、通常の光ファイバーよりも非常に大きくかつ自由に設定できることが特徴である。

PCF 製造方法として、空孔部を有するファイバーであるため従来の製造方法である MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) 法や VAD (Vapor-Phase Axial Deposition) 法などは適用できない。一般的には、Stack and Draw法 (Capillary 法) やドリル法があるが、詳細については参考文献を見て頂きたい。

図:フォトニック結晶ファイバーの断面構造

図:フォトニック結晶ファイバーの断面構造