Fibergitter er et slags diffraksjonsgitter dannet av den aksiale periodiske moduleringen av fiberens kjernes brytningsindeks ved en viss metode, og det er en passiv filteranordning. Fordi fibergitter har fordelene med liten størrelse, lite skjøtingstap, full kompatibilitet med optiske fibre, og muligheten til å legge inn smarte materialer, og dens resonansbølgelengde er mer følsom for endringer i det ytre miljøet som temperatur, belastning, brytningsindeks, og konsentrasjon, blir det brukt i optisk fiberkommunikasjon og sansefeltet har blitt mye brukt.
Optiske fibre brukes i tøffe omgivelser. De viktigste årsakene til skader inkluderer hydrogenskader på fiberkjernen og skader på fiberstrukturen forårsaket av stråler. For å unngå forekomsten av ovennevnte situasjon, må strukturen og sammensetningen av den optiske fiberen behandles spesielt. Studier har vist at hydrogenelementet reagerer med ionene i fiberkjernen for å ødelegge strukturen til fiberkjernen, noe som resulterer i økt overføringstap; mens strålingen overfører energi, noe som får de ytre elektronene til atomene i fiberkjernen å gjennomgå overganger, noe som resulterer i fiberytelsen. forverring. For å unngå forekomsten av ovennevnte situasjon og redusere skaden den medfører, er det nødvendig å ta i bruk optiske fibre med spesielle strukturer eller materialer. Studier har vist at bruk av fluordopet kledning og ren silikakjerne i stor grad kan redusere hydrogentap og strålingseffekter.
Imidlertid vil dette uunngåelig medføre nye problemer, det vil si at det optiske fibergitteret tilberedt i den ovennevnte optiske fiberkjernen blir brukt i høytemperatur, høyt trykk, miljø med høy korrosjon i oljebrønner, kjernekraftverk og kosmisk rom, forårsaker permanent skade og overføring. Tapet øker. Fordi den tradisjonelle fibergitterfremstillingsmetoden er basert på excimer-lasereksponeringsmetoden for å fremstille fibergitter, kreves det at fiberkjernen har høy lysfølsomhet, og fiberkjernen må dopes med germanium og borelementer. Imidlertid har den rene silikakjernen ingen lysfølsomhet, og tradisjonelle metoder kan ikke brukes til å tilberede fibergitter.
En ny type fibergitterfremstillingsteknologi basert på femtosecond laser løser ovennevnte problemer godt. Bruken av femtosecond laserteknologi utnytter fordelene ved femtosecond laser med høy øyeblikkelig energi, ikke-termisk prosessering og høy prosesseringsnøyaktighet. Systemstrukturen er vist på figuren over. Ved å bruke 800 nm femtosecond laser, fokuseres den etter fiberstråling på fiberkjernen etter å ha blitt fokusert av en objektiv med mikroskop. Siden det ikke er mulig å direkte observere om brennposisjonen er plassert i fiberkjernen, er det nødvendig å bedømme brennposisjonen ved å observere den bakovervendte CCD og observere formen til det bakovervendte lyspunktet. Samtidig kan den ved å koble til en bredbånd lyskilde og et spektrometer overvåke endringene i spekteret under forberedelsen av gitteret i sanntid og bedømme forberedelsen av gitteret.
Produksjon av fibergitter etter femtosekunders laserteknologi, sammenlignet med tradisjonelle metoder, kan ikke bare fremstille rister på ikke-lysfølsomme fibre, for eksempel ren silikafiber, fluorfiber, etc., men har også andre fordeler. For det første krever ikke femtosekunders laserpreparat bruk av en fasemal, slik at den kan kvitte seg med begrensningen av fasemalen. Teoretisk kan fibergitter med en hvilken som helst refleksjonsbølgelengde tilberedes, for eksempel 2 μm og 3 μm fibergitter kan tilberedes på fluorfibre; for det andre, 800 nmfemtosekunder Laseren kan trenge gjennom belegningslaget (akrylat, polyimid, etc.) av den optiske fiberen, og det er derfor ikke behov for å strippe belegglaget til den optiske fiberen under nettfremstillingsprosessen, som forbedrer styrken til det forberedte fibergitteret kraftig. Enda viktigere er at fibergitter tilberedt av excimer ikke tåler høye temperaturer. Når temperaturen er høyere enn 150 ° C, begynner fiberytelsen å brytes ned, mens gitter som er tilberedt av femtosekundslasere tåler temperaturer opp til 1000 ° C og kan brukes i høye temperaturmiljøer.
Derfor har fremveksten av femtosekunders laserforberedelse av fibergitterteknologi i stor grad løst anvendelsen av fibergitterfølsomteknologi i en rekke tøffe miljøer. Anvendt innen olje- og gassingeniør, må fibergitter være motstandsdyktig mot hydrogentap, og i mange tilfeller må de også tåle høye temperaturer på 300 ° C; innen fiberlasere må 2 μm og 3 μm fiberlasersystemer bruke fluoridfibergitre; i kjernekraftverk. I strålemiljøer som kosmisk rom, trenger fibergitter å motstå høye stråleenergi. I disse spesielle tøffe miljøene kan fibergitter tilberedt av femtosecond-lasere oppfylle alle spesielle krav, noe som utvider bruksområdene til sensingsteknologi for fibergitter.