Šķiedru režģis ir sava veida difrakcijas režģis, ko veido šķiedru serdes refrakcijas indeksa aksiālā periodiskā modulācija, izmantojot noteiktu metodi, un tā ir pasīva filtra ierīce. Tā kā šķiedru režģim ir neliela izmēra, neliela savienojuma zuduma, pilnīgas savietojamības ar optiskajām šķiedrām un spēja iestrādāt viedus materiālus priekšrocības, un tā rezonanses viļņa garums ir jutīgāks pret ārējās vides izmaiņām, piemēram, temperatūru, deformāciju, refrakcijas koeficientu, un koncentrāciju, to izmanto optisko šķiedru komunikācijā, un uztveršanas lauks ir plaši izmantots.
Optiskās šķiedras tiek izmantotas skarbā vidē. Galvenie bojājumu cēloņi ir šķiedru serdeņa radīti ūdeņraža bojājumi un staru radītie šķiedru struktūras bojājumi. Lai izvairītos no iepriekšminētās situācijas rašanās, optiskās šķiedras struktūra un sastāvs ir īpaši jāapstrādā. Pētījumi liecina, ka ūdeņraža elements reaģē ar joniem šķiedras kodolā, lai iznīcinātu šķiedras kodola struktūru, kā rezultātā palielinās caurlaidības zudumi; kamēr starojums pārnes enerģiju, izraisot šķiedru kodolu atomu ārējo elektronu pārejas, kā rezultātā tiek panākta šķiedru veiktspēja. pasliktināšanās. Lai izvairītos no iepriekšminētās situācijas rašanās un samazinātu tās radīto kaitējumu, ir jāpieņem optiskās šķiedras ar īpašām konstrukcijām vai materiāliem. Pētījumi rāda, ka ar fluoru leģētu apšuvumu un tīra silīcija dioksīda serdeņa izmantošana var ievērojami samazināt ūdeņraža zudumus un radiācijas iedarbību.
Tomēr tas neizbēgami radīs jaunas problēmas, tas ir, optiskās šķiedras režģis, kas sagatavots iepriekšminētajā optiskās šķiedras kodolā, tiek izmantots augstas temperatūras, augsta spiediena, augstas korozijas vidē naftas urbumos, atomelektrostacijās un kosmiskajā telpā, radot neatgriezeniskus bojājumus un pārnešanu. Zaudējumi palielinās. Tā kā tradicionālā šķiedru režģa sagatavošanas metode ir balstīta uz eksimēru lāzera ekspozīcijas metodi, lai sagatavotu šķiedru režģi, izmantotajai šķiedras serdei ir jābūt ar augstu gaismas jutīgumu, un šķiedras serde ir jāpadara ar germānija un bora elementiem. Tomēr tīrajam silīcija dioksīda kodam nav gaismas jutības, un tradicionālās metodes nevar izmantot šķiedru režģu pagatavošanai.
Jauna veida šķiedru režģa sagatavošanas tehnoloģija, kuras pamatā ir femtosekundē ilgs lāzers, labi atrisina iepriekšminētās problēmas. Izmantojot femtosekundārā lāzera tehnoloģiju, tiek izmantotas femtosekundārā lāzera priekšrocības ar augstu momentāno enerģiju, termisko apstrādi un augstu apstrādes precizitāti. Sistēmas struktūra ir parādīta attēlā iepriekš. Izmantojot 800 nm femtosekundes lāzeru, pēc staru kūļa veidošanas tas tiek fokusēts uz šķiedras kodolu pēc tam, kad to fokusējis ar mikroskopa objektīvu. Tā kā nav iespējams tieši novērot, vai fokusa pozīcija atrodas šķiedras kodolā, ir jāvērtē fokusa pozīcija, novērojot uz aizmuguri vērstu CCD un vērojot uz aizmuguri vērstās gaismas vietas formu. Tajā pašā laikā, savienojot platjoslas gaismas avotu un spektrometru, tas reālā laikā var novērot spektra izmaiņas režģa sagatavošanas laikā un spriest par režģa sagatavošanu.
Šķiedru režģu izgatavošana ar femtosekundes lāzera tehnoloģiju, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm, var ne tikai izgatavot režģus uz nefiksētām šķiedrām, piemēram, tīras silīcija dioksīda šķiedras, fluora šķiedras utt., Bet tai ir arī citas priekšrocības. Pirmkārt, femtosekundes lāzera sagatavošanai nav nepieciešama fāzes veidnes izmantošana, tāpēc tā var atbrīvoties no fāzes veidnes ierobežošanas. Teorētiski var sagatavot šķiedru režģus ar jebkuru atstarojuma viļņa garumu, piemēram, uz fluora šķiedrām var pagatavot 2μm un 3μm šķiedru režģus; otrkārt, 800nmfemtoseconds Lāzers var iekļūt optiskās šķiedras pārklājuma slānī (akrilātā, poliimīdā utt.), tāpēc režģa veidošanas procesā nav nepieciešams noņemt optiskās šķiedras pārklājuma slāni, kas ievērojami uzlabo stiprību sagatavoto šķiedru režģi. Vēl svarīgāk ir tas, ka eksimēra sagatavotās šķiedru režģi nevar izturēt augstu temperatūru. Kad temperatūra ir augstāka par 150 ° C, šķiedras veiktspēja sāk pasliktināties, savukārt režģi, ko sagatavojuši femtosekundālie lāzeri, var izturēt temperatūru līdz 1000 ° C, un tos var izmantot vidē ar augstu temperatūru.
Tāpēc šķiedru režģa tehnoloģijas femtosekundē lāzera sagatavošanas parādīšanās ir ievērojami atrisinājusi šķiedru režģa sensoru tehnoloģijas pielietojumu dažādās skarbās vidēs. Šķiedru režģiem, ko izmanto naftas un gāzes inženierijas jomā, jābūt izturīgiem pret ūdeņraža zudumiem, un daudzos gadījumos tiem ir jāiztur arī augsta temperatūra 300 ° C; šķiedru lāzeru jomā 2 μm un 3 μm šķiedru lāzeru sistēmām jāizmanto fluora šķiedru režģi; atomelektrostacijās, staru vidē, piemēram, kosmiskajā telpā, šķiedru režģiem jāiztur liela starojuma enerģija. Šajās īpašajās skarbajās vidēs šķiedru režģi, ko sagatavo femtosekundžu lāzeri, var izpildīt visas īpašās prasības, ievērojami paplašinot šķiedru režģa sensoru tehnoloģijas pielietojuma laukus.