用于极端环境的纳米光栅分布式光纤传感器飞秒激光制备技术

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摘要: 飞秒激光已经成为微纳器件制造的一种有力工具。通过非线性电离加工，可以在用于器件制备的透明材料内部进行纳米级尺寸材料改性。本文描述了石英纤芯中纳米光栅的飞秒精度刻蚀，以形成用于极端环境条件下传感应用的分布式和点式光纤传感器。通过扫描电子显微镜成像和激光加工优化，可以用高温稳定的Ⅱ型飞秒激光进行逐点连续改性加工，每点传感器器件插入损耗在1db m^-1或0.001db。在1000℃下测试光纤传感器的高温性能，5天内温度波动在±5.5℃。光纤中低激光诱导插入损耗使1.4米抗辐射分布式光纤传感器的制备成为可能。分布式光纤传感器的堆内测试进一步表明，该光纤传感器能够在极端辐射环境下进行稳定的分布式温度测量。综上，本文论证了飞秒激光制备的光纤传感器是适用于极端环境下应用的测量器件。