飛秒激光刻寫光纖光柵在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用

--- 基于極端高溫和高機(jī)械強(qiáng)度特性

摘要：與傳統(tǒng)的FBG解決方案完全不同，Cavono Inc提供的FBG采用飛秒激光直接透過(guò)光纖各類透明涂覆層在纖芯上寫入FBG?？蓪懭氲墓饫w包括各種高端特種光纖和普通光纖。飛秒激光直寫的FBG具有傳統(tǒng)FBG無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，如它可以承受高達(dá)1000℃的極端高溫，高達(dá)200kpsi的機(jī)械強(qiáng)度等。飛秒刻寫的FBG正是憑借其特殊的優(yōu)秀性能，飛秒激光刻寫FBG可以在惡劣和特種的環(huán)境中依然可以穩(wěn)定工作。目前，飛秒刻寫FBG在分布式溫度傳感領(lǐng)域（DTS）得到廣泛的應(yīng)用，如油氣勘測(cè)，電力電纜、管道檢測(cè)、防火監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)溫度監(jiān)控領(lǐng)域。

Cavono Inc推出的飛秒刻寫光纖布拉格光柵(FBG)相較于傳統(tǒng)的光纖光柵具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。飛秒刻寫光纖布拉格光柵是運(yùn)用特種紅外飛秒激光（800nm）刻制FBG。激光精確聚焦于光纖纖芯并產(chǎn)生局部折射率調(diào)制，這種逐點(diǎn)寫入光柵方法是高度非線性過(guò)程，與光纖材料性質(zhì)基本無(wú)關(guān)，因此Cavono Inc引入的飛秒刻寫光纖光柵技術(shù)無(wú)需對(duì)光纖預(yù)先摻雜或任何額外處理，在光纖上刻制FBG即可，即便是在用傳統(tǒng)方法無(wú)法寫入的那輻射光纖中也可以刻制FBG，此外在惡劣環(huán)境中應(yīng)用的純石英（pure core）光纖上也可以進(jìn)行刻制FBG。 用飛秒激光刻寫的光纖布拉格光柵是可以直接穿過(guò)透明涂覆層的直寫光柵過(guò)程，無(wú)需傳統(tǒng)刻寫光柵的剝離和再涂覆步驟，可以做到一步成型。

這種飛秒激光刻寫的光纖布拉格光柵FBG相較于傳統(tǒng)FBG具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
l  FBG可穩(wěn)定至1000攝氏度（二類光柵） ；
l  抗輻射，耐水汽腐蝕 ；
l  機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)玻璃-再涂覆制程，可達(dá)200kpsi ；
l  Draw tower technology(拉纖塔技術(shù))，具有更高的反射率，更低的光纖成本；
l  可在用戶指定或提供的光纖上直寫FBG ；
l  在光纖包層上指定位置制造波導(dǎo)和FBG (用于3D形狀傳感)；
l  單一光纖上可寫入數(shù)千FBG，這種串行機(jī)制在效率和性價(jià)比上遠(yuǎn)優(yōu)于其他并行傳感技術(shù) ；
l  全自動(dòng)化加工流程，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；?，批量化生產(chǎn)；


關(guān)于光纖涂覆層，我們可以提供丙烯酸酯（Acrylate）、聚酰亞胺（PI，可承受300℃）、碳和金等涂層。
目前，我們可提供各種規(guī)格的高端FBG:
l  單個(gè)FBG；
l  FBG陣列；
l  切趾FBG；
l  啁啾和相移FBG;


由于飛秒激光直寫技術(shù)極大的靈活性，我們提供的FBG應(yīng)用及其廣泛：溫度，應(yīng)變，壓力，振動(dòng)傳感等領(lǐng)域。 FBG傳感陣列長(zhǎng)達(dá)公里，而相鄰兩FBG的距離可短至毫米。且由于其極高的溫度穩(wěn)定性和每個(gè)光柵點(diǎn)可以達(dá)到不可檫除的折射率調(diào)制，飛秒激光直寫的FBG在惡劣和特種環(huán)境中依然穩(wěn)定工作。如工作領(lǐng)域： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)、油井和管道檢測(cè)、航空航天、電廠監(jiān)控、醫(yī)療技術(shù)、分布式溫度傳感（DTS）、排放檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)、核電站項(xiàng)目檢測(cè)等領(lǐng)域。