飛秒光柵(FSG®)是一種運用超短雷射脈衝與聚酰亞胺塗層所製造出來的光纖布拉格光柵,刻錄後的FSG®保有光纖原始的機械強度,同時又增添了新的性能特色。
FSG®s可以為特殊應用提供所需的傳感器配置與功能。由於光纖布拉格光柵(FBG)的特殊要求,FBGS的飛秒光柵(FSG®)技術能補足現有的DTG®的不足,進而提升製造能力,製造工藝技術都有助於保持光纖原始的高機械強度。
在塗佈FBG的刻錄過程,FSG®技術會利用超速的雷射透過特殊的光學器件發射至光纖芯,但並不會破壞纖維塗層。原理請參考下圖。
由於非線性的吸收過程,聚焦的高功率雷射透過特殊的光學元件在光纖上形成獨特的干涉圖案,改變了光纖芯部中玻璃材料的折射率,製造出所需的反射布拉格波長。
FSG®還有以下優勢:
.可以具有不同的圖層(如:聚酰亞胺、丙烯酸酯等)的市售標準光纖(如:SMF-28或純二氧化矽芯光纖)來刻劃光柵
.系統設計人員能靈活運用新的特色功能,像是:增強反射率(可以超過90%)、光譜帶寬(FWHM)下降到200微米、更靈活的光柵配置
.能製造大於5nm的FWHM,並搭配低或高的反射值
.擁有更高的熱穩定性,能在極限溫度下進行穩定的操作
參數 |
FSG-A01 |
FSG-A02 |
FSG-A03 |
反射率 |
≥50% |
≥15% |
≥50% |
半寬波長(典型值) |
300 pm |
200 pm |
300 pm |
陣列內的最小最大變化 |
3dB |
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中心波長 |
1510 nm to 1590 nm |
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絕對波長精度 |
≤ 0.5 nm |
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相對波長精度 |
≤ 0.5nm |
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光柵長度 |
~ 4mm |
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光柵類型 |
均勻變跡(Uniform apodized) |
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旁瓣抑制比(典型值) |
≥ 10 dB |
≥ 12 dB |
≥ 10 dB |
光柵間距(中心到中心) |
≥ 5 mm |
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光纖塗層 |
聚酰亞胺(Polymide) |
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纖芯直徑 |
10.4 μm |
5.3μm |
9.8μm |
纖殼直徑 |
125μm |
80μm |
125μm |
塗層直徑 |
155 ± 5 μm |
102 ± 5 μm |
155 ± 5 μm |
數值孔徑 |
0.11-0.14 |
0.23-0.25 |
0.11-0.13 |
衰減 |
≤ 0.6 dB/km |
≤ 1.5 dB/km |
≤ 0.4 dB/km |
操作溫度範圍 |
-55~300℃ |
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FSG典型的抗拉伸強度
IEC60793 @ 30mm/min
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>4 GPa (>5% 應變) |
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Bend Insensitive |
無 |
有 |
有 |