群折射率匹配：克服蓝光缺陷
我们现在知道超连续谱的蓝光边缘可以通过一个相对简单的条件设置（见图2）。[3]光纤的泵浦光接近零色散波长，但是在反常色散一侧。泵浦脉冲产生孤子，在它们传输的过程中经历了拉曼自频移，并因此向长波方向移动。泵浦脉冲同时在正常色散区产生短波辐射。由于群折射率曲线，以及泵浦光接近曲线的*低值，在泵浦波长两侧的长波和短波具有相同的群速度。结果在传输过程中，它们通过四波混频相互发生作用。这个相互作用结合红外孤子的拉曼自频移，引发了了向蓝光偏移的连续短波辐射（见图3）。
图2.群折射率的匹配对于增强蓝光波段非常重要。耦合到光纤中的泵浦脉冲波长处在反常色散区，但是接近零色散点。它产生孤子会自频移到长波段，同时也会产生短波辐射。由于长波和短波具有相同的群折射率，它们在光纤中同时传输，通过四波混频继续相互作用。这将使超连续谱向短波拓展直到孤子的结束，比如因为到了光纤的高耗损谱区。
*终，红外孤子不再频移，可能是由于已经移到光纤的高损耗区。在多数PCF中，红外孤子频移止步于2.5μm波长处，主要是由于光纤纤芯中的OH（氢氧键）。当红外脉冲被吸收或散射时，就不存在驱动短波辐射向更短波长拓展的机制了。结果是，对于给定的光纤，存在由于这种机制产生的*短波长。这个*短的波长与被严重衰减的长波孤子具有相同的群折射率。
大多数商用的高亮度超连续谱激光器依赖于工作在1064nm的超快光纤激光器来泵浦PCF。结果，在这些系统中使用的PCF都设计成在非常接近1064nm泵浦光波长处具有零GVD。这样的光纤已经成为人们使用1064nm泵浦产生超连续谱的优选（见图3，左侧小图）。人们经常提到的“无休止单模”（ESM）PCF可以在1030～1060nm范围内提供零GVD，同时也产生一种波导几何结构，在整个超连续光谱上传导基模。
图3.块状石英、以前超连续光源中使用的无休止单模光纤（ESM）以及直径为5μm的空气孔环绕的石英光纤（大空气孔的近似PCF）的实际群折射率曲线比较。这三条曲线在长波处的不同特性产生不同的短波。一般来说，PCF中的*大的空气孔将产生更短的波长。对于其中两种情况，垂直的点线表明了长波吸收边沿（这里假设是2.5μm）和*短群折射率匹配波长的关系。
基于我们对PCF中产生超连续谱的新认识，ESM光纤并不是*优化的设计，由于GVD曲线形状限制了超连续谱的短波边沿到达450～500nm波段。然而，通过改变所使用的光纤设计（见图3，右侧小图），可以产生具有更短波长的超连续谱。
这种新的认识改变了PCF的设计目标，其不再是优化零GVD波长以及按照无休止单模光纤设计，新方法的目标是优化覆盖整个光谱从紫外到红外超过3μm的GVD曲线。光纤纤芯要求在5μm附近，这是要求零GVD波长合理地接近泵浦波长1.06μm所决定的。然而空气填充率是一个自由参量，*高的空气填充率可以产生*短的波长，*接近暴露在空气中的薄石英片。
设计结果令人振奋，与以前使用商用的ESM非线性光纤的结果相比，使用新型设计的光纤产生的超连续谱在蓝光和紫外光谱部分多出了50～100nm。
