什么是光纤光栅的“涂覆层剥除”？

[kelvinchen]

刻写光栅前为什么要剥除涂覆层？剥除后如何保护？

[OFSCN_CN_PS_Engineer]

您好！我是大成永盛（OFSCN）的售前工程师。针对您关于光纤光栅刻写过程中“涂覆层剥除”及其保护的问题，从技术原理和工程实践角度解答如下：

1. 为什么要剥除涂覆层？

在制作传统光纤光栅（FBG）时，剥除涂覆层主要出于以下物理光学原因：

• 紫外光透射需求： 传统的光纤光栅刻写技术（如相位掩模法）通常使用紫外激光（波长多为 193nm 或 248nm）。标准单模光纤的原始涂覆层材料（如聚丙烯酸酯）对紫外光具有极强的吸收作用，激光无法穿透涂覆层到达纤芯。因此，必须将刻写区域的涂覆层去除，使激光直接照射在裸纤上以诱导折射率调制。
• 消除折射干扰： 涂覆层的不均匀性会引起激光散射或折射，干扰干涉条纹的质量，导致光栅的光学性能（如反射率、带宽）下降。

注：OFSCN® 提供的部分高端产品（如 OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings）采用飞秒激光逐点刻写技术，可以在不剥除涂覆层的情况下直接透过涂覆层刻写。

2. 剥除后如何保护？

由于剥除涂覆层后的裸纤极其脆弱，失去机械保护且易受环境腐蚀（如水分导致微裂纹扩展），必须进行后续保护。常见的保护方案包括：

• 重涂覆（Recoating）： 在光栅刻写完成后，使用重涂覆设备在裸纤处重新涂上一层保护材料。
  • 聚丙烯酸酯（Polyacrylate）： 适用于常温环境（-40℃至100℃）。参考：OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings (bare)。
  • 聚酰亚胺（Polyimide）： 适用于高温环境（-200℃至300℃），具有更薄、更硬的特性。参考：OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings (bare)。
• 套管保护： 在光栅处套上热缩管或毛细钢管，提供简单的物理防护。
• 结构化封装： 将裸光栅嵌入到更为坚固的传感器结构中。例如，对于需要极高可靠性的工况，我们会将其封装在无缝钢管内。

对应产品示例：

如果您在实验或生产中需要成品裸光栅，可以参考以下两种标准工艺的产品：

1. OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings：
   采用紫外掩模法刻写，刻写后进行了聚丙烯酸酯重涂覆，兼顾了光学性能与标准光纤的机械柔韧性。
   

   

2. OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings：
   采用飞秒激光技术，无需剥除涂覆层，最大限度保留了光纤原始的机械强度。
   

   

如有更多关于刻写工艺或封装选择的技术疑问，欢迎随时探讨。