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本发明提供一种光子晶体水凝胶传感器及其制备方法和应用，包括如下步骤：将功能单体、交联剂、溶剂和光引发剂溶解在水或有机溶剂中得到混合液；在混合液中加入乙烯基二茂铁，将所得体系进行分散，得到预聚液；先将预聚液渗入到光子晶体模板中，待光子晶体模板呈现透明时，在光子晶体模板上盖上有机玻璃片，然后在紫外灯下进行照射，得到复合物A；将复合物A在氢氟酸中刻蚀，聚合物光子晶体转移至有机玻璃片上，得到复合物B，将复合物B中多余的氢氟酸去除，得到光子晶体水凝胶传感器。将光子晶体水凝胶传感器放在H2O2水溶液中，通过光子晶体水凝胶传感器的反射峰位置可得到H2O2水溶液的体积浓度。

本发明公开了一种减轻模式耦合的双环光子晶体光纤及其改进方法，所述双环光子晶体光纤将光纤内分为两个环形区域并在两个环形区域使用不同的材料。所述两个环形区域为内环和外环，内环包含两层气孔；外环包含四层气孔，气孔的直径和气孔层的间距与内环的一致；对内环和外环的矢量模式进行数值上的分离，内环基模的有效折射率neff低于外环中最高阶矢量模式的有效折射率neff。外环使用二氧化硅，内环使用掺氟二氧化硅。本发明将双环光子晶体光纤中两个环有用的矢量模式进行数值上的分离，确保这些有用的模式之间不会模式耦合而发生干扰。由于内环加内包层的区域材料与外环的不同，尽可能降低外环中的次生模式与内环的模式耦合而发生的干扰。

本发明公开了一种可传输多个OAM模式的光子晶体光纤，包括采用圆形空气孔的中心纤芯、包覆在中心纤芯上环形高折射率层，及包层一、包层二、包层三、包层四，其中所述包层一由36个方形空气孔组成，且相邻空气孔绕圆心旋转角度θ1；所述包层二由40个方形空气孔组成，且相邻空气孔绕圆心旋转角度θ2；所述包层三由45个方形空气孔组成，且相邻空气孔绕圆心旋转角度θ3；所述包层四由50个方形空气孔组成，且相邻空气孔绕圆心旋转角度θ4；所述每个包层的基底材料为石英且每层包层的方形空气孔大小相同，以及相邻包层的间距相同，并且每层围绕中心纤芯成圆形对称分布。本发明可支持多达58个OAM模式，可传输多个HE和EH模式，可以大幅度提升光通信容量。