研究目的
采用飞秒激光逐线扫描法制备蓝宝石光纤布拉格光栅(SFBG)并研究其特性,用于高温和应变传感应用。
研究成果
采用逐行扫描法制备的SFBG具有更高的反射率,在高达1600°C的温度下仍能保持稳定的温度和应变响应,显示出其在航空发动机和航天器结构健康监测等恶劣环境中进行嵌入式温度和应变传感的潜力。
研究不足
当温度超过1400°C时,黑体辐射产生的强背景光会降低SFBG反射峰的信噪比(SNR)。
1:实验设计与方法选择:
采用飞秒激光逐线扫描法制备了SFBG,在直径为60微米的单晶蓝宝石光纤中刻写了三阶光纤布拉格光栅。
2:样品选择与数据来源:
使用直径60微米、长度20厘米的蓝宝石光纤。
3:实验设备与材料清单:
飞秒激光器(Light-Conversion Pharos)、高数值孔径60倍油浸物镜(奥林巴斯,NA=1.42)、五轴加工平台(Aerotech ABL10050L-LN/UPPER与BOCIC MRS100系列组合)、B型热电偶、试验机(WDW-100)。
4:42)、五轴加工平台(Aerotech ABL10050L-LN/UPPER与BOCIC MRS100系列组合)、B型热电偶、试验机(WDW-100)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将飞秒激光脉冲聚焦于加工平台上的蓝宝石光纤,光栅刻写位置位于光纤中部,刻写轨迹长度为40微米。分别在室温至1600°C范围内及不同温度条件下测试其温度与应变传感特性。
5:数据分析方法:
采用二次函数拟合与线性拟合分析谐振波长与温度/应变的关系。
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获取完整内容-
Femtosecond laser
Pharos
Light-Conversion
Provides pulses for fabricating the SFBG
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High numerical aperture oil immersion objective
60x
Olympus
Focuses the fs laser pulses within the sapphire fiber
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Five-axis processing platform
ABL10050L-LN/UPPER and MRS100 Series
Aerotech and BOCIC
Positions the sapphire fiber for laser inscription
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B-type thermocouple
Measures temperature up to 1600°C
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Testing machine
WDW-100
Applies axial tension for strain testing
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