基于飞秒激光的特种光纤光栅制备技术

 行业新闻     |      2023-01-01 13:52
本文摘要:光纤光栅是一种根据一定方式使光纤纤芯的折光率再次出现轴径规律性调配而组成的透射光栅尺,是一种无源滤波器件。因为光纤光栅具有体型小、溶接耗损小、仅有相溶于光纤、能埋智能材料等优势,而且其串联谐振光波长对溫度、紧急事件、折光率、浓度值等外部环境的转变比较敏感,因而在光纤通讯和感测器行业得到 了广泛的运用于。 伴随着科技进步的大大的发展趋势光纤在通讯及感测器行业的运用于更为广泛早就渗入一些相近的环境中。

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光纤光栅是一种根据一定方式使光纤纤芯的折光率再次出现轴径规律性调配而组成的透射光栅尺,是一种无源滤波器件。因为光纤光栅具有体型小、溶接耗损小、仅有相溶于光纤、能埋智能材料等优势,而且其串联谐振光波长对溫度、紧急事件、折光率、浓度值等外部环境的转变比较敏感,因而在光纤通讯和感测器行业得到 了广泛的运用于。  伴随着科技进步的大大的发展趋势光纤在通讯及感测器行业的运用于更为广泛早就渗入一些相近的环境中。

比如油气井下的超高压、低腐蚀环境,核电厂、宇宙等放射线环境中,这种环境中,传统式的光纤不容易在外部环境危害下,造成 光纤的永久损伤,传送耗损降低,允许了光纤的用以。  光纤在所述环境中用以,造成 光纤损伤的缘故关键还包含氢元素对光纤纤芯的损伤,及其放射线对光纤构造的损坏带来的损伤。为了更好地避免 上述所说情况的再次出现,务必对光纤的构造及成份进行特别是在应急处置。

科学研究强调,氢元素根据与光纤纤芯中的正离子再次出现反映,损坏纤芯的构造,导致传送耗损降低;而放射线则是根据传输动能,使纤芯中分子的表层电子器件再次出现光量子,引起光纤特性转好。为了更好地避免 之上状况的经常会出现,降低其带来的损害,务必应用相近构造或原材料的光纤。

科学研究证实,应用绝缘层掺氟,纤芯为显二氧化硅的光纤,必须大幅度降低氢损和放射线的危害。  可是,这终究会带来新的难题,即在所述光纤纤芯中制取光纤光栅,作为油气井下的超高压、低锈蚀环境,核电厂、宇宙等放射线环境下的光纤光栅感测器检测中。

因为传统式的光纤光栅制取方式是根据激光近视手术曝出的方式制取光纤光栅,回绝用以的光纤纤芯具有低的光敏性,务必在光纤纤芯中掺加锗元素和硼元素。而显二氧化硅纤芯,不具有光敏性,没法应用传统式方式制取光纤光栅。    而一种根据飞秒激光的新式的光纤光栅制取技术性非常好的解决困难了所述难题。用以飞秒激光技术性,是运用了飞秒激光瞬时速度动能低、非热处理、加工精度高优势,体系结构要求见上图。

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应用800nm的飞秒激光器,经光线整形美容后,根据显微镜物镜讨论后,聚在一起于光纤纤芯以上。因为没法必需观察聚焦点方向否位于光纤纤芯,务必根据背向CCD,仔细观察背向光点样子,鉴别聚焦点方向。另外,接入宽带光源和光谱分析仪,必须动态性检测光栅尺制取全过程中,光谱仪转变,鉴别光栅尺制取状况。

  根据飞秒激光技术性制取光纤光栅,相对性于传统式方式,不但必须在非感光光纤上制取光栅尺,如:显二氧化硅光纤、氯化物光纤等,还具有别的优势。最先,飞秒激光制取,不务必用以震幅模版,因而能够摆脱震幅模版的允许,理论上能够制取一切光源光波长的光纤光栅,比如在氯化物光纤制取2um、3um光纤光栅;次之,800nm的飞秒激光必须运用光纤的涂敷层(丙烯酸树脂、聚酰亚胺膜等),因而,制栅全过程中不务必剥除光纤涂敷层,使制取的光纤光栅抗压强度进一步提高。

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更为关键的,准分子制取的光纤光栅,难以忍受低溫度,当溫度小于150度,光纤特性刚开始生长发育,而飞秒激光制取的光栅尺,耐高温必须超出1000度,必须用以在高溫环境中。  因而,飞秒激光制取光纤光栅技术性的经常会出现,大大的解决困难了光纤光栅传感器技术在多种多样凶险环境中的运用于难题。运用于燃气工程项目行业,光纤光栅必不可少不具有抗氢损的特性,许多 状况下还务必耐受力300度的高溫;而在光纤激光器行业,2um、3um光纤激光器系统软件务必应用氯化物光纤光栅;在核电厂、宇宙等放射线环境中,光纤光栅务必承受很高的放射线动能。

在这种相近的凶险环境中,飞秒激光制取的光纤光栅必须合乎全部的特别要求,促使光纤光栅传感器技术的主要用途大大的扩展。


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