从式（4）和（5）可知，n2和n之间存在n2∝n6关系，因此提高光纤基质材料折射率可以有效的提高光纤非线性系数γ。另外，Aeff和MFD两者之间近似存在Aeff≌π（MFD/2）2的关系，因此欲减少Aeff数值需采用小的MFD光纤，即要求光纤纤芯和包层折射率差值Dn较大。
2004年T.Nagashima等[6]从降低Aeff提高γ值角度出发，研制成γ值大于900W-1km-1的铋酸盐光纤，图4是推导的Aeff与纤芯直径d的关系图，d值在1.4～1.9mm时Aeff值最小。利用Z扫描法（Z-Scan）测量出纤芯材料在1550nm处的n2值为7.6×10－11m2W-1。拉制的光纤d和Aeff值分别为1.72mm和3.3mm2，NA值高达0.61，在1310nm处的损耗为1.9dB/m，通过理论计算推导出γ值大于900W-1km-1。N.Sugimot等[7]采用FWM方法对该光纤γ值进行了准确测量，测定在1550nm处的γ值为1360W-1 Km-1，对应的n2值为1.1×10-18m2W-1，这是迄今为止报道的最大非线性系数γ值，这个数值是普通石英光纤300倍，是最大γ数值的PCF光纤的20倍。
近年来研究者通过设计光子晶体光纤结构对铋酸盐玻璃光纤也进行了研究，光子晶体光纤的光子能带效应，色散平移，无截止单模特性，能有效地限制光在纤芯中的传播，这些特性主要是因为基质材料和空气之间的折射率差异导致。而基质材料中的高非线性折射率则是影响光子晶体光纤的强非线性效应的关键参数。2004年的OFC会议上英国Southampton大学光电子中心H.Ebendorff-Heidepriem等[8]报道了一种铋酸盐玻璃基质的光子晶体光纤，光纤端面如图6所示，经测量其γ值在1.55µm处为1100W-1Km-1，图7为理论计算和实验测定的铋酸盐光子晶体光纤的非线性系数γ与光纤纤芯直径之间的关系图，其中实线是根据ASR（air-suspendedrod）理论模型计算的曲线，可看出当减小芯径时，铋酸盐光子晶体光纤的的非线性效应会有大幅度提升，当芯径直径在0.8µm左右时γ可达到2200W-1Km-1[8]。表1总结了近年来已报道的铋酸盐玻璃光纤非线性参数及其它特性，以供大家参考。
表1 高非线性铋酸盐玻璃光纤参数特性
4 高非线性铋酸盐光纤应用
目前高非线性铋酸盐玻璃光纤应用主要集中在两个方面：
(1)光波长转换
2004年OFC会议上，东京大学JuHanLee等[10]利用非线性系数为1100W-1km-1铋酸盐光纤在40cm长度下产生的四波混频效应成功实现了40Gib/s的NRZ信号的波长转换，得到了Dl超过10nm的转换带宽。2005年Ju Han Lee等 [11]利用1米长左右的铋酸盐光纤实现了80Gbit/s全光纤OTDM信号波长转换，得到了Dl超过20nm的转换带宽，研究者指出如果进一步降低光纤的熔接损耗和群色散位移（GVD）数值，铋酸盐玻璃光纤可用于160Gbit/s的四波混频型波长转换。
(2)超连续脉冲的产生
2004年JulietT.Gopinath等[12]用掺铒光纤激光器作泵浦源，泵浦2cm长的铋酸盐玻璃光纤获得了一个近500nm谱宽、强度平坦的SC光源。图9为不同泵浦功率下的SC谱，其中在32mW泵浦功率（脉冲宽度为865fs）下，获得的SC谱范围为1300~>1700nm（频谱仪测量范围在1700nm以内），3dB总宽度为170nm。采用的铋酸盐玻璃光纤g值为1100W-1Km-1，色散斜率为250ps/nm/km。
5 存在的问题
尽管铋酸盐玻璃光纤具有较高的非线性系数，但有两个问题一直困扰着它的实际应用：
(1)铋酸盐玻璃光纤本身损耗以及和石英光纤熔接损耗过高。已有的报道显示，铋酸盐玻璃光纤在1.55mm通信波段目前损耗数值最低约为0.8dB/m，与石英光纤的熔接平均损耗大约在3~8dB之间。如何进一步降低铋酸盐玻璃光纤本征损耗及与石英光纤熔接损耗是其在高非线性光器件运用中面临的最实际的问题。研究者们在这方面进行了大量研究，通过改进光纤结构和提高材料制备工艺，铋酸盐光纤在这两方面的缺陷也得到了较大改进。例如：为降低由于铋酸盐玻璃光纤与传统的石英光纤模场直径两者不匹配造成熔接时较高的损耗，研究者采用了一种高数值孔径的石英光纤（NA为0.35）与铋酸盐光纤进行熔接实验，可使其熔接平均损耗降至2.5dB以下[13]。
(2)铋酸盐玻璃光纤具有较大的群速度色散（GVD）数值。图10为文献[6]中报道的铋酸盐玻璃光纤的色散斜率图。铋酸盐玻璃材料的零色散波长约在2310nm处，所以在通信波段处（1.3~1.5mm）有着较大的色散。在1.55mm通信处的GVD值-130～-270ps/nm/km。在高速大容量的光纤通信中，由于光纤介质表现出非线性，光脉冲包络的形状会发生变化，这种影响光信号接收的变化就称为群速度色散，群速度色散会引起传输波形的展宽。研究者通过设计光子晶体结构的铋酸盐玻璃光纤可在一定程度上降低色散。
6 结束语
尽管铋酸盐玻璃光纤是目前非线性系数最高的非线性光纤，但其较大熔接损耗和色散在一定程度上限制了其在实际方面的应用，还需要进行大量的研究工作。随着材料制备工艺的深入和发展,其综合性能相信会更加可靠和稳定，在未来的高速光通信网中将会发挥更大的作用。
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