A rostrács egyfajta diffrakciós rács, amelyet a szálmag törésmutatójának axiális, periodikus modulációja képez bizonyos módszerrel, és ez egy passzív szűrőeszköz. Mivel a szálrács előnyei a kis méret, az alacsony splicing veszteség, az optikai szálakkal való teljes kompatibilitás és az intelligens anyagok beágyazásának képessége, és rezonancia hullámhossza érzékenyebb a külső környezet változásaira, mint például a hőmérséklet, a törzs, a törésmutató, és a koncentrációt, az optikai szál kommunikációban használják, és az érzékelési mezőt széles körben használják.
Az optikai szálakat nehéz körülmények között használják. A károsodások fő okai közé tartozik a rost magjának hidrogénkárosodása és a rost szerkezetének sugarak által okozott káros hatása. A fenti helyzet előfordulásának elkerülése érdekében az optikai szál szerkezetét és összetételét külön kell kezelni. Tanulmányok kimutatták, hogy a hidrogénelem reagál a rostmagban lévő ionokkal, hogy tönkretegye a rostmag szerkezetét, ami megnövekedett transzmissziós veszteséget eredményez; míg a sugárzás átadja az energiát, és a rostmagban lévő atomok külső elektronjai átmenetekkel járnak, ami rostteljesítményt eredményez. romlás. A fenti helyzet kialakulásának elkerülése és az általa okozott károk csökkentése érdekében speciális szerkezetű vagy anyagú optikai szálakat kell alkalmazni. A tanulmányok kimutatták, hogy a fluortartalmú burkolat és a tiszta szilikagél használata jelentősen csökkentheti a hidrogénveszteséget és a sugárzási hatásokat.
Ez azonban elkerülhetetlenül új problémákat vet fel, vagyis a fent említett optikai szálmagban előkészített optikai szálrácsot magas hőmérsékletű, nagy nyomású, nagy korróziós környezetben használják olajkutakban, atomerőművekben és kozmikus térben, tartós károkat és átvitelt okoz. A veszteség növekszik. Mivel a hagyományos szálrács-előkészítési módszer az excimer lézeres expozíciós módszeren alapul a szálrács elkészítéséhez, az alkalmazott szálmagnak nagy fényérzékenységre van szüksége, és a szálmagot germánium- és bórelemekkel kell adalékolni. A tiszta szilícium-dioxid-magnak azonban nincs fényérzékenysége, és hagyományos módszerekkel nem lehet rostrácsokat készíteni.
A femtosekundás lézerre épülő, új típusú rostreszelő-előkészítő technológia jól oldja meg a fenti problémákat. A femtoszekundumos lézer technológia alkalmazása a nagy pillanatnyi energiával járó, nem hőkezeléses és nagy pontosságú femtoszekundumos lézer előnyeit használja ki. A rendszer felépítését a fenti ábra mutatja. 800 nm femtosekundumos lézerrel, a sugárformázás után a mikroszkóp objektívvel történő fókuszálás után a rostmagra fókuszálják. Mivel nem lehet közvetlenül megfigyelni, hogy a fókuszpozíció a szálmagban található-e, ezért a fókuszpozíciót úgy kell megítélni, hogy megfigyeltük a hátrafelé néző CCD-t, és megfigyeltük a hátrafelé néző fénypont alakját. Ugyanakkor egy szélessávú fényforrás és egy spektrométer összekapcsolásával valós időben megfigyelheti a spektrum változásait a rács előkészítése során, és megítélheti a rács előkészítését.
A rostrácsok femtoszekundumos lézertechnikával történő gyártása a hagyományos módszerekkel összehasonlítva nemcsak nem fényérzékeny szálakra, például tiszta szilícium-dioxid-szálra, fluoridszálra stb. Készíthet rácsokat, hanem más előnyökkel is rendelkezik. Először is, a femtosekundumos lézerkészítéshez nem szükséges fázissablon használata, így megszabadulhat a fázissablon korlátozásától. Elméletileg bármilyen reflexiós hullámhosszú rostélyrács készíthető, például 2 μm és 3 μm rostélyrácsok készíthetők fluorid szálakon; Másodszor, 800nmfemtoseconds A lézer áthatolhat az optikai szál bevonórétegén (akrilát, poliimid stb.), ezért a rácskészítési folyamat során nem szükséges az optikai szál bevonórétegét lecsupaszítani, ami nagymértékben javítja a az előkészített rostélyrostélyt. Ennél is fontosabb, hogy az excimer által készített rostrácsok nem képesek ellenállni a magas hőmérsékletnek. Ha a hőmérséklet meghaladja a 150 ° C-ot, a rost teljesítménye romlik, míg a femtosekundás lézerek által készített rostélyok akár 1000 ° C hőmérsékleten is ellenállnak, és magas hőmérsékleti körülmények között is felhasználhatók.
Ezért a femtosekundumos lézeres rost-előkészítés megjelenése nagymértékben megoldotta a rostérc-érzékelő technológia alkalmazását különféle nehéz körülmények között. Az olaj- és gázgyártás területén alkalmazott szálrácsoknak ellenállónak kell lenniük a hidrogénveszteséggel szemben, és sok esetben a magas, 300 ° C-os hőmérsékletnek is ellen kell állniuk; a szállézerek területén 2 μm és 3 μm szálas lézerrendszereknek fluoridszálas rácsokat kell használniuk; atomerőművekben, Sugárkörnyezetben, például kozmikus térben, a szálrácsoknak ki kell állniuk a nagy sugárenergiát. Ezekben a rendkívül zord környezetben a femtoszekundumos lézerek által előállított rostrácsok megfelelhetnek minden speciális követelménynek, jelentősen kibővítve a szálrács érzékelő technológia alkalmazási területeit.