群折射率匹配：克服藍光缺陷
我們現在知道超連續譜的藍光邊緣可以通過一個相對簡單的條件設置（見圖2）。[3]光纖的泵浦光接近零色散波長，但是在反常色散一側。泵浦脈沖產生孤子，在它們傳輸的過程中經歷了拉曼自頻移，并因此向長波方向移動。泵浦脈沖同時在正常色散區產生短波輻射。由于群折射率曲線，以及泵浦光接近曲線的*低值，在泵浦波長兩側的長波和短波具有相同的群速度。結果在傳輸過程中，它們通過四波混頻相互發生作用。這個相互作用結合紅外孤子的拉曼自頻移，引發了了向藍光偏移的連續短波輻射（見圖3）。
圖2.群折射率的匹配對于增強藍光波段非常重要。耦合到光纖中的泵浦脈沖波長處在反常色散區，但是接近零色散點。它產生孤子會自頻移到長波段，同時也會產生短波輻射。由于長波和短波具有相同的群折射率，它們在光纖中同時傳輸，通過四波混頻繼續相互作用。這將使超連續譜向短波拓展直到孤子的結束，比如因為到了光纖的高耗損譜區。
*終，紅外孤子不再頻移，可能是由于已經移到光纖的高損耗區。在多數PCF中，紅外孤子頻移止步于2.5μm波長處，主要是由于光纖纖芯中的OH（氫氧鍵）。當紅外脈沖被吸收或散射時，就不存在驅動短波輻射向更短波長拓展的機制了。結果是，對于給定的光纖，存在由于這種機制產生的*短波長。這個*短的波長與被嚴重衰減的長波孤子具有相同的群折射率。
大多數商用的高亮度超連續譜激光器依賴于工作在1064nm的超快光纖激光器來泵浦PCF。結果，在這些系統中使用的PCF都設計成在非常接近1064nm泵浦光波長處具有零GVD。這樣的光纖已經成為人們使用1064nm泵浦產生超連續譜的優選（見圖3，左側小圖）。人們經常提到的“無休止單模”（ESM）PCF可以在1030～1060nm范圍內提供零GVD，同時也產生一種波導幾何結構，在整個超連續光譜上傳導基模。
圖3.塊狀石英、以前超連續光源中使用的無休止單模光纖（ESM）以及直徑為5μm的空氣孔環繞的石英光纖（大空氣孔的近似PCF）的實際群折射率曲線比較。這三條曲線在長波處的不同特性產生不同的短波。一般來說，PCF中的*大的空氣孔將產生更短的波長。對于其中兩種情況，垂直的點線表明了長波吸收邊沿（這里假設是2.5μm）和*短群折射率匹配波長的關系。
基于我們對PCF中產生超連續譜的新認識，ESM光纖并不是*優化的設計，由于GVD曲線形狀限制了超連續譜的短波邊沿到達450～500nm波段。然而，通過改變所使用的光纖設計（見圖3，右側小圖），可以產生具有更短波長的超連續譜。
這種新的認識改變了PCF的設計目標，其不再是優化零GVD波長以及按照無休止單模光纖設計，新方法的目標是優化覆蓋整個光譜從紫外到紅外超過3μm的GVD曲線。光纖纖芯要求在5μm附近，這是要求零GVD波長合理地接近泵浦波長1.06μm所決定的。然而空氣填充率是一個自由參量，*高的空氣填充率可以產生*短的波長，*接近暴露在空氣中的薄石英片。
設計結果令人振奮，與以前使用商用的ESM非線性光纖的結果相比，使用新型設計的光纖產生的超連續譜在藍光和紫外光譜部分多出了50～100nm。
