飛秒激光刻寫光纖光柵在光纖傳感領域中的應用

--- 基于極端高溫和高機械強度特性

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無法比擬的優(yōu)勢，如它可以承受高達1000℃的極端高溫，高達200kpsi的機械強度等。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域（DTS）得到廣泛的應用，如油氣勘測，電力電纜、管道檢測、防火監(jiān)控、工業(yè)生產溫度監(jiān)控領域。

Cavono Inc推出的飛秒刻寫光纖布拉格光柵(FBG)相較于傳統(tǒng)的光纖光柵具有獨特的優(yōu)勢。飛秒刻寫光纖布拉格光柵是運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生局部折射率調制，這種逐點寫入光柵方法是高度非線性過程，與光纖材料性質基本無關，因此Cavono Inc引入的飛秒刻寫光纖光柵技術無需對光纖預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)境中應用的純石英（pure core）光纖上也可以進行刻制FBG。 用飛秒激光刻寫的光纖布拉格光柵是可以直接穿過透明涂覆層的直寫光柵過程，無需傳統(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具有獨特的優(yōu)勢：
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  機械強度遠遠高于傳統(tǒng)玻璃-再涂覆制程，可達200kpsi ；
l  Draw tower technology(拉纖塔技術)，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，這種串行機制在效率和性價比上遠優(yōu)于其他并行傳感技術 ；
l  全自動化加工流程，可實現(xiàn)大規(guī)?；?，批量化生產；


關于光纖涂覆層，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極大的靈活性，我們提供的FBG應用及其廣泛：溫度，應變，壓力，振動傳感等領域。 FBG傳感陣列長達公里，而相鄰兩FBG的距離可短至毫米。且由于其極高的溫度穩(wěn)定性和每個光柵點可以達到不可檫除的折射率調制，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。如工作領域： 風力發(fā)電機、油井和管道檢測、航空航天、電廠監(jiān)控、醫(yī)療技術、分布式溫度傳感（DTS）、排放檢測、發(fā)動機檢測、核電站項目檢測等領域。