光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性調制而形成的衍射光柵，是一種無源濾波器件。由于光纖光柵具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖、能埋入智能材料等優點，并且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環境的變化比較敏感，因此在光纖通信和傳感領域得到了廣泛的應用。
隨著科學技術的不斷發展光纖在通信及傳感領域的應用越來越廣泛已經滲透到一些特殊的環境中。例如油井下的高溫高壓、高腐蝕性環境，核電站、宇宙空間等射線環境中，這些環境中，傳統的光纖會在外界環境影響下，造成光纖的永久性損傷，傳輸損耗增加，限制了光纖的使用。
光纖在上述環境中使用，造成光纖損傷的原因主要包括氫元素對光纖纖芯的損傷，以及射線對光纖結構的破壞帶來的損傷。為了避免上述情況的發生，需要對光纖的結構及成分進行特別處理。研究表明，氫元素通過與光纖纖芯中的離子發生反應，破壞纖芯的結構，導致傳輸損耗增加;而射線則是通過傳遞能量，使纖芯中原子的外層電子發生躍遷，引起光纖性能惡化。為了避免以上情況的出現，降低其帶來的損害，需要采用特殊結構或材料的光纖。研究證明，采用包層摻氟，纖芯為純二氧化硅的光纖，能夠大大降低氫損和射線的影響。
但是，這必將帶來新的問題，即在上述光纖纖芯中制備光纖光柵，用于油井下的高溫高壓、高腐蝕環境，核電站、宇宙空間等射線環境下的光纖光柵傳感監測中。由于傳統的光纖光柵制備方法是基于準分子激光曝光的方法制備光纖光柵，要求使用的光纖纖芯具有高的光敏性，需要在光纖纖芯中摻雜鍺元素和硼元素。而純二氧化硅纖芯，不具有光敏性，無法采用傳統方法制備光纖光柵。
隨著科學技術的不斷發展光纖在通信及傳感領域的應用越來越廣泛已經滲透到一些特殊的環境中。例如油井下的高溫高壓、高腐蝕性環境，核電站、宇宙空間等射線環境中，這些環境中，傳統的光纖會在外界環境影響下，造成光纖的永久性損傷，傳輸損耗增加，限制了光纖的使用。
光纖在上述環境中使用，造成光纖損傷的原因主要包括氫元素對光纖纖芯的損傷，以及射線對光纖結構的破壞帶來的損傷。為了避免上述情況的發生，需要對光纖的結構及成分進行特別處理。研究表明，氫元素通過與光纖纖芯中的離子發生反應，破壞纖芯的結構，導致傳輸損耗增加;而射線則是通過傳遞能量，使纖芯中原子的外層電子發生躍遷，引起光纖性能惡化。為了避免以上情況的出現，降低其帶來的損害，需要采用特殊結構或材料的光纖。研究證明，采用包層摻氟，纖芯為純二氧化硅的光纖，能夠大大降低氫損和射線的影響。
但是，這必將帶來新的問題，即在上述光纖纖芯中制備光纖光柵，用于油井下的高溫高壓、高腐蝕環境，核電站、宇宙空間等射線環境下的光纖光柵傳感監測中。由于傳統的光纖光柵制備方法是基于準分子激光曝光的方法制備光纖光柵，要求使用的光纖纖芯具有高的光敏性，需要在光纖纖芯中摻雜鍺元素和硼元素。而純二氧化硅纖芯，不具有光敏性，無法采用傳統方法制備光纖光柵。
而一種基于飛秒激光的新型的光纖光柵制備技術很好的解決了上述問題。使用飛秒激光技術，是利用了飛秒激光瞬時能量高、非熱加工、加工精度高等優點，系統結構請見上圖。采用800nm的飛秒激光器，經光束整形后，通過顯微物鏡聚焦后，會聚于光纖纖芯之上。由于無法直接觀測焦點位置是否位于光纖纖芯，需要通過背向CCD，通過觀察背向光斑形狀，判斷焦點位置。同時，接上寬帶光源和光譜儀，能夠實時監測光柵制備過程中，光譜變化，判斷光柵制備情況。
通過飛秒激光技術制備光纖光柵，相對于傳統方法，不僅能夠在非光敏光纖上制備光柵，如：純二氧化硅光纖、氟化物光纖等，還具有其他優點。首先，飛秒激光制備，不需要使用相位模板，因此可以擺脫相位模板的限制，理論上可以制備任何反射波長的光纖光柵，例如在氟化物光纖制備2um、3um光纖光柵;其次，800nm的飛秒激光能夠透過光纖的涂覆層(丙烯酸酯、聚酰亞胺等)，因此，制柵過程中不需要剝除光纖涂覆層，使制備的光纖光柵強度大大提高。更主要的，準分子制備的光纖光柵，無法承受高溫度，當溫度高于150度，光纖性能開始退化，而飛秒激光制備的光柵，耐溫能夠達到1000度，能夠使用在高溫環境中。
因此，飛秒激光制備光纖光柵技術的出現，大大解決了光纖光柵傳感技術在多種惡劣環境中的應用問題。應用于油氣工程領域，光纖光柵必須具備抗氫損的性能，很多情況下還需要耐受300度的高溫;而在光纖激光領域，2um、3um光纖激光系統需要采用氟化物光纖光柵;在核電站、宇宙空間等射線環境中，光纖光柵需要承受很高的射線能量。在這些特殊的惡劣環境中，飛秒激光制備的光纖光柵能夠滿足所有的特殊要求，使得光纖光柵傳感技術的應用領域大大擴展。
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