用準分子器搭建光（guāng）纖布拉格光柵（shān）（FBG）製造係統
1. 光纖布拉格光柵（FBG）基本知識
1978 年，Ken Hill 演示了第一個光纖布拉（lā）格光柵。最初，光柵是使用沿（yán）光纖纖芯傳播的可見激光製作的（de）。1989 年，Gerald Meltz 及其同事演示了更加靈活的橫向全息刻印技術，其中激光照明來自光纖側麵（miàn）。該（gāi）技術利用紫外激光的幹涉圖樣來創建光纖（xiān）布拉格光柵的周期（qī）性結（jié）構。
圖1：光纖纖芯有效折射率的周期性調製
光纖布拉格光柵 (FBG) 是一種分布式布拉格反射器，構建在一小段（duàn）光纖中（zhōng），可以反射特（tè）定波長的光並透射所有其他波長。這是通過使光纖纖芯的折射率（lǜ）產生周期性變化來實（shí）現的，從而產生特定波長（zhǎng）的介質鏡。因此（cǐ），光纖布拉格光（guāng）柵可以用作內置光學濾波器來阻擋某些波長，可以用於傳感應用，也（yě）可以用作特定波長的反射器。
圖2：當寬帶光發射到（dào）帶有光纖布拉格光柵的（de）光纖中時，隻有一種顏色的（de）光會被反射，其他（tā）顏色的光則會在光纖中傳輸
2. 光纖布拉格光（guāng）柵（FBG）主要（yào）應用
- - 光（guāng）通信-光纖布拉格光柵是現代光通信（xìn）網絡的關鍵。它（tā）們廣泛（fàn）應用於WDM網絡（波分（fèn）複用（yòng））和光纖激光器
- - 光學傳感器：基於光纖布拉格光柵的光學傳感器通常用於測量惡（è）劣環境下的溫度和應變（biàn），以及結構健康監測
以下為光纖布拉格光柵作（zuò）為光學傳感器的實際應用例子：
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全尺寸螺旋槳 |
自感應電機 |
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圖3：每個葉片（piàn）上粘貼了 67 |
圖4：在轉子上布置傳（chuán）感器 |
在上列應用中，FBG是多參數（shù）同時測量的重要手段：
- - 溫度Temperature
- - 扭矩/應變Torque/Strain
- - 振動Vibration
- - 轉子轉速Rotor speed
- - 轉子（zǐ）位置Rotor position
3. 采用準分子（zǐ）器搭建光纖布拉格（gé）光柵（FBG）製造係統的例子
圖5：采用準分子器搭（dā）建（jiàn）光纖布拉格光柵（FBG）製造係統的結構
● 光敏（mǐn）光纖：當光纖纖芯暴露於圖案化紫外光（guāng）下時，其折射率可以進行（háng）調製
光纖的光致折射率變化的光敏性（xìng）主要表現在244nm紫外光的錯吸收峰附近（jìn），因此成（chéng）柵光源都是紫外（wài）光。
● 準分子激光器：產生248nm的紫外光
大部分成柵方法是利用激光束的空間幹涉條紋，所以成柵光源的空間相（xiàng）幹性特別重要。目前，主要的成柵光源有準分子激光器。窄線寬準分子激光器、倍頻Ar離子激（jī）光器、倍頻染料（liào）激光器、倍頻OPO激（jī）光器等，根據實驗（yàn）結果，窄線寬準分子激光（guāng）器是（shì）目前用來製作光纖光柵（shān）最為適宜的（de）光源。它可同時提供193nm（氣體介質ArF）和248nm（氣體介質KrF）兩（liǎng）種有效的寫入（rù）波長並有很高（gāo）的單脈衝能量，可在光敏性較弱的光纖上寫入光柵並實（shí）現光纖光柵在線（xiàn）製作。
● 平柱麵透鏡：用於將激光束聚焦到相位掩模版（bǎn）上
● 相位掩模版：創建幹（gàn）涉圖樣並將其印製到光敏光纖上
相位掩模版用於在暴露於紫（zǐ）外光束時產生幹涉圖案，從而引起光纖芯折射（shè）率的調製。
圖6：相位掩模版技術
參考Reference：
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