2023年初于廣州舉行的第三屆全國光子技術論壇上,深圳大學王義平教授團隊和深圳市光子傳感技術有限公司在國內首次發(fā)布了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術、裝備及產(chǎn)品。該技術打破了國外長期以來的技術壁壘,解決了分布式光纖傳感領域的卡脖子問題,真正實現(xiàn)了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的中國制造。

現(xiàn)場發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品

本次現(xiàn)場發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品總長10米,每個光纖光柵傳感器長度僅為0.5毫米,光柵傳感器間距10毫米,共計1000個光纖光柵(照片中光纖上每一個亮點就是一個光纖光柵傳感器)。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列在油井勘探、周界安防、橋梁大壩、航空航天等分布式光纖傳感領域具有廣泛應用前景,可以極大地提高DAS、DTS、OFDR等分布式光纖傳感技術的測量精度、測量距離和空間分辨率等關鍵指標,是分布式光纖傳感技術的“助推器”。然而,該技術長期以來被國外封鎖壟斷,是國內分布式光纖傳感領域的卡脖子難題。王義平教授團隊歷經(jīng)十余年的刻苦攻關,終于取得了突破性進展,成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術。在發(fā)布會現(xiàn)場,該技術及相關產(chǎn)品得到了光纖傳感領域學術界及工業(yè)界同行的廣泛認可和高度贊揚。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術發(fā)布會現(xiàn)場

王義平教授團隊研發(fā)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術,在單芯光纖和多芯光纖中實現(xiàn)了公里級、卷對卷大規(guī)模串聯(lián)/并聯(lián)集成光纖光柵傳感器(含弱反射點傳感器)陣列的高效率全自動制備,具有帶涂覆層直寫、無須掩模板、無須載氫、無須二次涂覆等優(yōu)點,并且實現(xiàn)了光纖移動、夾持、放纖、收纖、纖芯對準、激光聚焦、曝光等光柵制備過程的全自動程序控制。制備的光纖光柵傳感器陣列保留了光纖原有的機械強度(抗拉、抗壓、抗彎等性能),并且具有良好的耐高溫特性和長期穩(wěn)定性。

大規(guī)模光纖光柵陣列飛秒激光全自動制備系統(tǒng)

飛秒激光全自動制備的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的最小柵長小于0.5毫米,最小柵距小于1毫米,最小反射率低于十萬分之一,最大光柵數(shù)量大于10000個,反射波長差異小于< ± 1納米,反射強度波動小于± 3 dB。光柵波長、光柵反射率、光柵間距、光柵數(shù)量等參數(shù)均可根據(jù)用戶實際需求訂制。經(jīng)實際測試,大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖具有良好的一致性。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖

深圳大學王義平教授團隊與深圳市光子傳感技術有限公司長期在大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術方面開展深入的產(chǎn)學研合作。共同研發(fā)和生產(chǎn)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)批量供貨,并銷往國內多家大型高科技企業(yè)和科研院所,成功服務于航空航天、核反應堆、油井勘探、海洋安全等國家重大戰(zhàn)略需求領域,有助于推動分布式光纖傳感技術更廣泛、更高水平的產(chǎn)業(yè)化應用。

深圳大學王義平教授團隊和深圳市光子傳感技術有限公司團隊代表