用準分子器搭（dā）建光纖（xiān）布（bù）拉格光柵（FBG）製造係（xì）統
1. 光纖布拉格光柵（FBG）基本知識
1978 年，Ken Hill 演示了（le）第一個光纖布拉格光（guāng）柵。最初，光柵是使用沿光纖纖芯傳播的可見激光製作的。1989 年，Gerald Meltz 及（jí）其同事演示了更加靈活的橫向全息刻印（yìn）技術，其中激光照明來自光纖側（cè）麵。該技術利用紫外激光的幹涉圖樣來創（chuàng）建光纖布拉格光柵的周期性結構。
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，構建在一小段光纖中，可以反射特定（dìng）波長的光並（bìng）透射（shè）所有其他波長。這是通過使光纖纖芯的折（shé）射率產生周期性變（biàn）化來實現的，從而產生特定波長的介質鏡。因此，光纖布拉格光柵可以用（yòng）作內置光學濾（lǜ）波器來阻擋某些波長（zhǎng），可以用於傳感應用，也可以（yǐ）用作特定（dìng）波長（zhǎng）的反射器。
圖2：當寬帶光發射到帶有光纖布拉格光柵的光纖中（zhōng）時，隻（zhī）有一種（zhǒng）顏色的光會被反射，其（qí）他顏色的光則會（huì）在光纖中傳（chuán）輸
2. 光纖布拉（lā）格光柵（FBG）主要應用（yòng）
- - 光通信-光纖布拉格光柵是現代光通（tōng）信網絡的（de）關鍵。它們（men）廣（guǎng）泛（fàn）應用於WDM網絡（波分複用（yòng））和光纖激光器
- - 光學傳感器（qì）：基（jī）於光纖布拉（lā）格光柵的光（guāng）學傳感器通常（cháng）用於測量惡劣環境下的溫度和應變，以及結構健康監測
以下為光纖布（bù）拉格光柵作為光學傳感器的實際應用例子：
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全尺（chǐ）寸螺旋槳 |
自感（gǎn）應電機 |
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圖3：每個葉片上粘（zhān）貼了 67 |
圖4：在轉子（zǐ）上布置傳（chuán）感（gǎn）器 |
在上（shàng）列應用中（zhōng），FBG是多參數（shù）同時測量的重要手段（duàn）：
- - 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（cǎi）用準分（fèn）子器搭建光纖布拉格光柵（FBG）製造係統的（de）例子
圖5：采用準分子器搭建（jiàn）光纖布（bù）拉格光柵（FBG）製（zhì）造係統的結構
● 光敏（mǐn）光（guāng）纖：當光（guāng）纖纖芯暴露於圖案化紫外光下時，其折射率可以進行調製
光纖的光致折射率變化（huà）的光敏性主要表現在（zài）244nm紫外光（guāng）的錯吸收峰附近，因此成柵光源都是紫外光。
● 準分子激光器：產（chǎn）生248nm的紫外光
大部分成柵（shān）方法是利用激光束的空間幹（gàn）涉（shè）條紋（wén），所以成柵光源的空間（jiān）相幹性特別重要。目前，主要（yào）的成柵光源有準分子激光器。窄（zhǎi）線寬準分子激光器、倍頻Ar離子激光器（qì）、倍頻染料（liào）激光器（qì）、倍頻OPO激光器等，根據實（shí）驗結果（guǒ），窄線寬準分子激光（guāng）器是目前用來製作光纖光柵（shān）最為適宜的光源。它可同時提供193nm（氣體介質ArF）和248nm（氣體介質KrF）兩種有效的寫入波長並有（yǒu）很高的單（dān）脈衝能量，可在光敏性較（jiào）弱的光纖上（shàng）寫入光柵並實現光纖光柵在線製作。
● 平（píng）柱麵透鏡：用於將激光束聚焦到相位掩模版上（shàng）
● 相位（wèi）掩模版：創建幹涉圖樣並將其印製到光敏光纖上
相位掩模版（bǎn）用於在暴（bào）露於（yú）紫（zǐ）外光（guāng）束（shù）時產生幹（gàn）涉圖案，從而引起光纖芯折射率的調製。
圖6：相位掩模（mó）版技術
參考Reference：
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