Влакнестата решетка е вид дифракционна решетка, образувана от аксиалната периодична модулация на показателя на пречупване на ядрото на влакната чрез определен метод и представлява пасивно филтриращо устройство. Тъй като решетката на влакната има предимствата на малкия размер, ниската загуба на сплайсинг, пълната съвместимост с оптичните влакна и способността за вграждане на интелигентни материали и дължината на вълната на резонанса е по-чувствителна към промените във външната среда като температура, деформация, индекс на пречупване и др. и концентрация, той се използва в комуникацията с оптични влакна и сензорното поле е широко използвано.
Оптичните влакна се използват в тежки условия. Основните причини за повреди включват увреждане на водорода от влакното на сърцевината и увреждане на структурата на влакната, причинени от лъчите. За да се избегне появата на горната ситуация, структурата и съставът на оптичното влакно трябва да бъдат специално обработени. Проучванията показват, че водородният елемент реагира с йоните в сърцевината на влакното, за да разруши структурата на сърцевината на влакното, което води до увеличени загуби при предаване; докато излъчването предава енергия, предизвиквайки преходите на външните електрони на атомите в ядрото на влакната, което води до работа на влакната. влошаване. За да се избегне появата на горната ситуация и да се намалят щетите, които тя носи, е необходимо да се приемат оптични влакна със специални структури или материали. Проучванията показват, че използването на облицовка с флуор и чиста сърцевина от силициев диоксид може значително да намали загубата на водород и радиационните ефекти.
Това обаче неизбежно ще доведе до нови проблеми, т.е. решетката от оптични влакна, приготвена в гореспоменатото ядро на оптичните влакна, се използва при висока температура, високо налягане, висока корозионна среда в петролни кладенци, атомни електроцентрали и космическо пространство, причиняващи трайни повреди и предаване. Загубата се увеличава. Тъй като традиционният метод за приготвяне на решетъчни влакна се основава на метода на експозиция на лазер на ексимер за приготвяне на решетка на влакната, използваното ядро на влакната трябва да има висока фоточувствителност и ядрото на влакното трябва да бъде легирано с елементи от германий и бор. Чистото силициево ядро обаче няма фоточувствителност и традиционните методи не могат да се използват за приготвяне на решетки от влакна.
Нов тип технология за подготовка на влакнеста решетка, базирана на фемтосекунден лазер, решава добре горните проблеми. Използването на фемтосекундна лазерна технология използва предимствата на фемтосекундния лазер с висока моментна енергия, нетермична обработка и висока точност на обработка. Структурата на системата е показана на фигурата по-горе. Използвайки 800nm фемтосекунда лазер, след оформянето на лъча, той се фокусира върху ядрото на влакното, след като е фокусиран от обектив на микроскоп. Тъй като не е възможно директно да се наблюдава дали фокусната позиция е разположена в сърцевината на влакното, е необходимо да се прецени фокусната позиция, като се наблюдава обратната CCD и се наблюдава формата на светлинното петно, обърнато назад. В същото време, чрез свързване на широколентов източник на светлина и спектрометър, той може да наблюдава промените в спектъра по време на подготовката на решетката в реално време и да преценява подготовката на решетката.
Изработването на решетки от влакна по фемтосекундна лазерна технология, в сравнение с традиционните методи, не само може да изработи решетки върху не-фоточувствителни влакна, като чисто силициево влакно, флуоридни влакна и др., Но има и други предимства. Първо, фемтосекундният лазерен препарат не изисква използването на фазов шаблон, така че може да се отърве от ограничението на фазовия шаблон. Теоретично могат да се приготвят решетки от влакна с всякаква дължина на вълната на отражение, например 2 μm и 3 μm решетки от влакна върху флуоридни влакна; второ, 800nmfemtoseconds Лазерът може да проникне в покриващия слой (акрилат, полиимид и др.) на оптичното влакно, следователно не е необходимо да се отстранява покриващия слой на оптичното влакно по време на процеса на изработка на мрежата, което значително подобрява здравината на подготвената решетка от влакна. По-важното е, че решетките от влакна, приготвени от ексимер, не могат да издържат на високи температури. Когато температурата е по-висока от 150 ° C, характеристиките на влакната започват да се влошават, докато решетките, приготвени от фемтосекундни лазери, могат да издържат на температури до 1000 ° C и могат да се използват в среда с висока температура.
Следователно, появата на фемтосекундна лазерна подготовка на технология за решетка на влакна значително е решила приложението на технологията за сензорно разпознаване на влакна в различни сурови условия. Прилагани в областта на нефтеното и газовото инженерство, решетките от влакна трябва да са устойчиви на загуба на водород и в много случаи трябва да издържат на високи температури от 300 ° C; в областта на влакнестите лазери, лазерните системи с влакна 2μm и 3μm трябва да използват решетки с флуоридни влакна; в атомни електроцентрали, В лъчева среда като космическото пространство, решетките от влакна трябва да издържат на висока лъчева енергия. В тези специални тежки условия, решетките от влакна, приготвени от фемтосекундни лазери, могат да отговорят на всички специални изисквания, като значително разширяват полетата на приложение на технологията за определяне на влакната на решетката.