医疗应用中使用激光的主要好处之一是它严格的波长，可选出最适合与组织反应的光。但波长的严格性又有不好的方面，每种不同的诊断和治疗都需要许多在各个波长工作的笨重昂贵的激光器。rn 目前已有能产生完整的脉冲可见光色带的固体激光系统，但体积大、功耗高、价格高达25万美元。一项光纤技术的新进展可能改变这一切，使体积小得多的脉冲激光系统能覆盖整个可见光谱及近红外区，造价仅为现有宽光谱激光系统的1/10。由脉冲红外激光器(甚至二极管激光器)、特制光纤和单色仪组成的系统能提供大小与面包箱差不多、可调谐至任何可见波长的器件。rn 世界各地的研究组正致力于这种新型光纤的研究，已陆续发布一些成果。贝尔实验室报道已用这种光纤产生可见光谱，英国南安普顿大学报道了将这种新型光纤与传统光纤联接的有关情况。rn 普通光纤掺有石英，目的在于使纤芯具有较高的折射率，而包层折射率较低，从而将光限制在纤芯内。即便折射率差别很小(约4%)，对导光也有着决定性意义。rn 新光纤引入一种折射率与石英差别很大的介质：空气。沿光纤长度方向有空气通道，将光更严密地限制在纤芯内。这样就能将更高强度的光导入纤芯，使在相对较低的功率也可能发生非线性效应。rn 非线性效应仅在高能量密度时才会发生。有两种得到高能量密度的方法，即其他激光光谱发生装置所用的高功率、中等大小面积和“有孔”光纤所采用的办法将中等功率集中在很小的面积上。贝尔实验室的Jinendra Ranka说，如果二极管激光器能像红外激光光源同样使用，“也许就能产生电池供电的连续光谱”，他在1998年5月报告了首次用有孔光纤产生可见光谱。rn 有孔光纤中孔的排布和大小可用于改变传输特性，使之适合各种应用。美国、英格兰、西班牙和丹麦的小组正开发一些装置，使研究人员能制作专用于医学、通信和光谱术的有孔光纤。rn 这些有孔光纤的研究实际上是以前关于光子带隙光纤研究的分支。光子带隙与半导体中的电子带隙非常相似。在光子带隙形成时(通常利用对上述波长具有关闭周期的周期结构)，特定的波长无法穿透材料，不管它是什么。由此可看到无损耗光导的巨大潜力。rn 桑迪亚和麻省理工的研究人员最近演示了一种光子带隙材料(并非光纤)，能将红外光引导至正确角度而不损耗任何禁带波长的光。普通光纤要使光偏转90°至少需要1 cm2，且由于光逸出纤芯产生一定量的散射损耗。利用折射率差别导光的有孔光纤能减少这种损耗，而光子带隙光纤能有效消除光损耗，从而更高效地产生可见光。rn 1995年，Phillip Russell及其他人开始研究包层中带有六方形气孔阵列的有孔光纤，能利用光子带隙效应导光，于1997年公布了研究成果。他们希望用这种光纤制成适于外科手术和其他应用的小型高功率“袖珍”激光器。rn 南安普敦大学Tanya Monro说，折射率导光型光纤比光子带隙光纤容易制作，因为“光子带隙很难实现，孔必须很大，结构要近乎完美”。他们的研究组将目标改为开发折射率导光光纤，这样做的好处是：制作过程相对简单，源材料(石英管和棒)可以买到，光纤也不会很贵。rn 在折射率导光光纤和光子带隙光纤的竞争中，无论最终谁获胜，都将有利于外科手术等医疗应用。