飞秒激光直写光纤光栅的制备技术与传感应用综述

曹桂源, 林瀚, 贾宝华(皇家墨尔本理工大学理学院埃米材料与纳米制造中心)
摘要:综述了基于fs 激光的光纤布拉格光栅(FBG)制备机理、主要加工方法、面临的挑战及其在传感领域的最新研究进展。重点讨论了新型FBG 的实现及其在光纤激光器、生物医疗与机器人等蓬勃发展领域的应用。最后,展望了fs 激光刻写FBG 在人工智能辅助制造、三维表征、卷对卷大规模自动化制备方面的发展前景。
关键词:光纤布拉格光栅(FBG);飞秒激光直写;人工智能辅助FBG 制备;传感应用

目录介绍

1 引言

2 FBG传感机理与fs激光加工FBG的原理及制备技术

2.1 FBG滤波和传感原理

2.2 FBG光谱的耦合模理论

2.3 fs激光制备FBG原理

2.4 相位掩模技术

2.5 全息干涉技术

2.6 激光直写技术

1) 逐点法

2) 逐线法

3) 逐面法

3 fs激光直写FBG的类型与性能

3.1 高反射率FBG

3.2 低反射率FBG

3.3 特殊材料FBG

1) 高温FBG

2) 宽波段/红外FBG

3) 聚合物FBG

3.4 特殊光纤结构的FBG

1) 多芯FBG

2) 保偏FBG

3.5 特殊结构的FBG

1) 啁啾FBG

2) 切趾FBG

3) TFBG

4) 螺旋FBG

4 fs激光直写FBG的应用进展

4.1 fs激光直写FBG在极端环境与多参量传感中的应用

4.2 基于fs激光直写FBG的光纤激光与功能器件

4.3 fs激光直写FBG在生物医学与微创检测中的探索

4.4 fs激光直写FBG在智能系统与机器人感知中的应用

5 挑战与发展趋势

 

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