飛秒激光脉冲直写光纤布拉格光栅 Multicore fibers (MCFs)

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飛秒激光直写多芯光纤布拉格光栅（Multicore fibers (MCFs) by using femtosecond laser pulses.）

跟着可⻅光和红外范畴内⾼功率⻜秒激光源的呈现，FBG写⼊技能迎来了新⼀轮的成长。 因為⻜秒脉冲吸取的⾮线性机制，可以以极小辨别率（~1 μm除蟑螂神器,）點窜⾮光敏質料（纯⼆氧化硅、蓝寶⽯、氟锆酸盐玻璃等）體折射率。

飛秒直写的长處在點窜具备繁杂横向⼏何外形的光纤（比方 多模和多芯光纤） 时特别较着，由于它們不但容许選擇芯模和横向模式，還可觉得每一個光栅设置零丁的⼏何外形。

1、飛秒激光直写FBG：2003年，Mihailov等⼈證了然利⽤IR⻜秒激光辐射進⾏FBG写⼊的可能性（λ=800纳⽶，Δt= 120 秒，F=1kHz），利用相位掩模的對SMF暴光。采⽤這类⽅法， 因為飛秒脉冲透過相位掩模後發生±1 级衍射的⼲涉，會產⽣折射率的周期性调制。與使⽤紫外激光源的环境⼀样，為了到達質料改性阈值，必要在相位掩模前⾯安排⼀個柱⾯透镜，将⻜秒激光聚焦到光纤的纤芯止咳貼,中，從而增长其改性强度。现在，基于使⽤相位掩模的写⼊⽅法⼴泛⽤于在⾮光敏光纤中制造 FBG，经由過程對⻜秒激光透過庇護涂层写⼊ FBG也被遍及钻研，可是PM的方法写入FBG對激光脉冲的能量请求较高 （凡是在 0.1 ‒1 mJ）。

按照如下表達式：Λ FBG = Λ PM/2。與使⽤紫外激光 源的环境⼀样，為了到達質料改性阈值，在相位掩模前 ⾯安排⼀個柱⾯透镜，将⻜秒辐射聚焦私密保養貼, 到光纤芯中，從 ⽽增长其强度。现在，基于使⽤相位掩模的写⼊⽅法⼴ 泛⽤于在⾮光敏光纤中制造 FBG，和经由過程對⻜秒激光 辐射透明的庇護涂层写⼊ FBG。请注重，该⽅法對⻜  秒激光脉冲的能量请求很⾼ （Ep~ 0.1 ‒1 mJ），這紧张限定了可⽤于写⼊ FBG 的⻜秒激光體系的選擇。
葉和軒,
日益成熟：飛秒激光逐點FBG写⼊的⽅法是Martinez 等⼈在2004年提出的，作者聚焦红外范畴的⻜秒激光脉冲（(λ = 800 nm, Δt =150 fs, f = 1 kHz, Ep = 100 nJ)）经由過程⾼数值孔径物镜聚焦到单模纤芯區域。在這类⽅法中，光栅的每一個“點”是因為使⽤⾼精度定位台在光纤匀速活动时代吸取单個⻜秒激光脉冲⽽引發的以下图（三种写入法子，逐點，逐行，逐面）（The FBG period depends on th驅蚊凝膠,e fiber travel speed vtr and the laser pulse repetition rate f according to the following expression: ΛFBG = vtr/f.）

2、飛秒激光直写的特性：

1.飛秒激光點對點写⼊FBG⽅式毫⽆疑難的长處是對飛秒激光的脉冲能量的请求相對于较低  （10 ‒100 nJ)，容许選擇更廉價、更紧凑的全光纤⽅案⻜秒激光體系。當聚焦具备⾼斯散布的 fs 光束时，點窜區域是雪茄形的（以下、图1），而且仅與纤芯直径约為5-10μm的尺度单模光纤的部門纤芯堆叠，這致使FBG與纤芯模场的堆叠积分值相對于较⼩。為领會决這個問题，提出了两种改良的點對點写⼊⽅法。