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2023年初于廣州舉行的第三屆全國(guó)光子技術(shù)論壇上,深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊(duì)和深圳市光子傳感技術(shù)有限公司在國(guó)內(nèi)首次發(fā)布了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動(dòng)制備技術(shù)、裝備及產(chǎn)品。該技術(shù)打破了國(guó)外長(zhǎng)期以來(lái)的技術(shù)壁壘,解決了分布式光纖傳感領(lǐng)域的卡脖子問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的中國(guó)制造。

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品

本次現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品總長(zhǎng)10米,每個(gè)光纖光柵傳感器長(zhǎng)度僅為0.5毫米,光柵傳感器間距10毫米,共計(jì)1000個(gè)光纖光柵(照片中光纖上每一個(gè)亮點(diǎn)就是一個(gè)光纖光柵傳感器)。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列在油井勘探、周界安防、橋梁大壩、航空航天等分布式光纖傳感領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景,可以極大地提高DAS、DTS、OFDR等分布式光纖傳感技術(shù)的測(cè)量精度、測(cè)量距離和空間分辨率等關(guān)鍵指標(biāo),是分布式光纖傳感技術(shù)的“助推器”。然而,該技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)被國(guó)外封鎖壟斷,是國(guó)內(nèi)分布式光纖傳感領(lǐng)域的卡脖子難題。王義平教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年的刻苦攻關(guān),終于取得了突破性進(jìn)展,成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動(dòng)制備技術(shù)。在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng),該技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品得到了光纖傳感領(lǐng)域?qū)W術(shù)界及工業(yè)界同行的廣泛認(rèn)可和高度贊揚(yáng)。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動(dòng)制備技術(shù)發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

王義平教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動(dòng)制備技術(shù),在單芯光纖和多芯光纖中實(shí)現(xiàn)了公里級(jí)、卷對(duì)卷大規(guī)模串聯(lián)/并聯(lián)集成光纖光柵傳感器(含弱反射點(diǎn)傳感器)陣列的高效率全自動(dòng)制備,具有帶涂覆層直寫、無(wú)須掩模板、無(wú)須載氫、無(wú)須二次涂覆等優(yōu)點(diǎn),并且實(shí)現(xiàn)了光纖移動(dòng)、夾持、放纖、收纖、纖芯對(duì)準(zhǔn)、激光聚焦、曝光等光柵制備過(guò)程的全自動(dòng)程序控制。制備的光纖光柵傳感器陣列保留了光纖原有的機(jī)械強(qiáng)度(抗拉、抗壓、抗彎等性能),并且具有良好的耐高溫特性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

大規(guī)模光纖光柵陣列飛秒激光全自動(dòng)制備系統(tǒng)

飛秒激光全自動(dòng)制備的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的最小柵長(zhǎng)小于0.5毫米,最小柵距小于1毫米,最小反射率低于十萬(wàn)分之一,最大光柵數(shù)量大于10000個(gè),反射波長(zhǎng)差異小于< ± 1納米,反射強(qiáng)度波動(dòng)小于± 3 dB。光柵波長(zhǎng)、光柵反射率、光柵間距、光柵數(shù)量等參數(shù)均可根據(jù)用戶實(shí)際需求訂制。經(jīng)實(shí)際測(cè)試,大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖具有良好的一致性。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖

深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊(duì)與深圳市光子傳感技術(shù)有限公司長(zhǎng)期在大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動(dòng)制備技術(shù)方面開展深入的產(chǎn)學(xué)研合作。共同研發(fā)和生產(chǎn)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量供貨,并銷往國(guó)內(nèi)多家大型高科技企業(yè)和科研院所,成功服務(wù)于航空航天、核反應(yīng)堆、油井勘探、海洋安全等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求領(lǐng)域,有助于推動(dòng)分布式光纖傳感技術(shù)更廣泛、更高水平的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊(duì)和深圳市光子傳感技術(shù)有限公司團(tuán)隊(duì)代表