将具有不同介电常数的介质材料按照一定的周期性排列，由于存在周期性，在介质中传播的光波的色散曲线将形成带状结构，带与带之间有可能出现类似于半导体禁带的“光子禁带”，光波频率在落在禁带中将被严格禁止传播。通常将这种具有光子禁带的周期性电介质结构成为“光子晶体”。这是1987年John和Yablonovitch在讨论周期性电介质结构对光传播行为影响时提出的概念。根据这一特点光子晶体可以有效的抑制自发辐射。如果在光子晶体引入某种程度的缺陷，和缺陷态频率吻合的光子有可能被局限在缺陷位置，一旦偏离却显处，光就迅速衰减。利用缺陷可以将光束缚在某一特定位置，光就无法从任何一个方向传播。光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber, PCF)是具有这种特性的新型光纤，由晶格常数为波长数量级的二维光子晶体构成，又称微结构光纤。

    光子晶体光纤激光器与传统光纤激光器相比具有许多优异的性能，如：无截止单模传输特性、可调节的色散特性、高非线性和高双折射特性等有点。光子晶体光纤具有高非线性特性，如自相位调制、交叉相位调制、四波混频、受激拉曼散射、孤子自频移和超连续谱生成等。可以通过减小有效纤芯直径和采用高非线性系数的材料做纤芯来增大其非线性系数。光子晶体光纤可以方便的实现大模长面积、内包层大数值孔径、高稀土掺杂乃至多芯设计，有效降低光纤激光器的高功率运转时的非线性效应和热效应，并能保持良好的光束质量，是常规光纤很难实现的。

    丹麦PhotonicCrystal Fibre公司致力于开发高功率光子晶体光纤激光器，2007，制备出双包层镱掺杂光子晶体光纤，单根光纤的连续输出功率已达到2.5kW；美国Nufern公司，制备出MM-EYDF-12/130双包层铒镱共掺杂光子晶体光纤，工作波长1550nm，大纤芯设计，专供用于研发诸如激光雷达用的高功率脉冲光纤激光器和脉冲放大器。国内在光子晶体光纤激光器领域研究起步较晚，国产光子晶体光纤高功率激光器的报道还相对较少。