用準分子器搭建光纖布拉（lā）格（gé）光（guāng）柵（FBG）製造係統（tǒng）
1. 光纖布拉格（gé）光柵（FBG）基本知識（shí）
1978 年，Ken Hill 演示（shì）了第一個光纖布拉格光柵。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 及其（qí）同事（shì）演示（shì）了更（gèng）加靈活的（de）橫向全息（xī）刻印技術，其中（zhōng）激光照明來自光纖側麵。該技術（shù）利用紫外激光的幹涉圖樣來創（chuàng）建光（guāng）纖布拉格光柵（shān）的週期性結構。
圖1：光纖纖芯有效折射率的週期（qī）性（xìng）調製
光（guāng）纖布拉格光柵 (FBG) 是一種（zhǒng）分佈（bù）式布拉格反射（shè）器，構建在一小段光纖中（zhōng），可以反射特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產生週期性變化來實現的，從而（ér）產生特（tè）定波長的介質鏡。因此，光纖布拉（lā）格光柵可（kě）以用作內置光學（xué）濾波器來阻（zǔ）擋某（mǒu）些波長，可以用於傳感應（yīng）用，也可以用作特定波長的反射器。
圖2：當寬帶光發射到帶有光（guāng）纖布拉格光柵的光纖（xiān）中時，隻有一種顏（yán）色的（de）光會被反射，其他顏色的光則（zé）會在光纖中傳輸
2. 光纖布拉格光柵（FBG）主要應用
- - 光（guāng）通信-光（guāng）纖布拉格光柵是現代光通信網絡的關（guān）鍵。它們廣泛應用於WDM網絡（波分複用（yòng））和光纖激光器（qì）
- - 光學傳感器：基於（yú）光纖布拉格光柵的光學（xué）傳感器通（tōng）常用於測量惡劣環境下的溫度和應變，以及結構健康監（jiān）測
以下為（wéi）光纖布拉格光（guāng）柵作為光學傳（chuán）感器的實際應用例子：
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全（quán）尺寸螺旋槳 |
自感應電機 |
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圖3：每個葉片上粘貼了 67 |
圖4：在轉子上佈置傳感器 |
在上列應用中，FBG是多參數同時測量的重要（yào）手段：
- - 溫度Temperature
- - 扭矩/應（yīng）變Torque/Strain
- - 振動Vibration
- - 轉（zhuǎn）子轉速Rotor speed
- - 轉子位置Rotor position
3. 採用準分子器搭建光纖布拉格光柵（FBG）製造係統的例子
圖5：採用準分（fèn）子器搭建光纖布（bù）拉格光柵（FBG）製造係統的結構
● 光敏光纖：當光纖纖芯（xīn）暴露於圖案（àn）化紫外光下時，其折射（shè）率可以進行調製
光纖的光致折射率變化的光敏性主要（yào）表現在244nm紫外光的錯吸收峰附近，因此成柵光源（yuán）都（dōu）是紫外光。
● 準分子（zǐ）激光器：產生248nm的紫外光
大部分（fèn）成柵方法是利用激光束的空間（jiān）幹涉條紋，所以成柵光（guāng）源（yuán）的空間（jiān）相幹性特別重要。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（pín）Ar離子激光器、倍頻染料激光器、倍頻OPO激（jī）光器等，根據實驗結果，窄線寬準（zhǔn）分子激光器是目前用來製作光纖光柵最為適宜的光源。它可（kě）同時提供193nm（氣（qì）體介質ArF）和248nm（氣體介質KrF）兩種有效的寫入波長並有很高的單脈衝能量，可在光敏性較弱的光纖上（shàng）寫入光（guāng）柵並實現光纖光柵在線製作（zuò）。
● 平柱麵透鏡：用（yòng）於將（jiāng）激光（guāng）束聚焦到相位掩模版上
● 相位掩模版：創建幹涉圖樣並（bìng）將其印（yìn）製到光敏光纖（xiān）上
相位掩模版用於在暴露於紫外光束時產生幹（gàn）涉圖案，從（cóng）而引起光（guāng）纖芯折射率（lǜ）的調製。
圖6：相位掩模版技術
參考Reference：
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