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699-光纤传感器飞秒激光微纳制造技术.docx
资料介绍
光纤传感器飞秒激光微纳制造技术
引言
飞秒激光微纳加工技术以其超短脉冲、超高能量密度和极小热影响区的特点，在光纤传感器的精密制造中展现出独特优势。飞秒激光可在光纤纤芯内部、端面或包层中实现三维微结构加工，突破了传统光纤传感器制造的诸多局限。华中科技大学熊伟教授团队与孙琪真教授团队合作，利用飞秒激光直写与化学气相沉积技术，实现了光纤端面FPI传感器的百微米级3D微封装，为光纤传感器的微型化和高可靠性制造开辟了新路径。本文系统介绍飞秒激光微纳制造技术在光纤传感器制造中的应用。
飞秒激光加工原理
非线性吸收
飞秒激光脉冲具有极高的峰值功率（>10¹³W/cm²），在透明材料中通过多光子吸收和隧穿电离等非线性过程，实现亚微米级精度的材料改性或去除。
热影响区极小
飞秒激光脉冲宽度（通常<500fs）远小于热扩散时间，热影响区仅数十纳米，可实现高精度冷加工。
在光纤传感器制造中的应用
光纤光栅写入
飞秒激光可在普通光纤（无需光敏掺杂）中写入FBG和长周期光栅，且耐高温性能优异（>800°C）。
3D微封装
利用飞秒激光直写与气相沉积技术，在光纤端面直接构建密封FP微腔，实现百微米级封装，显著提升抗流体和机械干扰能力。
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