什么是“光纤光栅”的涂覆层剥除长度?

剥除长度的一致性如何影响传感器的封装强度?

您好,我是 OFSCN 的售前工程师。针对您提出的“光纤光栅(FBG)涂覆层剥除长度的一致性如何影响传感器封装强度”的技术问题,从光纤光学与工程封装角度,解答如下:

1. 剥除长度一致性对封装强度的影响逻辑

在光纤光栅传感器的制造过程中,剥除长度(Stripping Length)的一致性通过以下三个维度直接决定最终产品的封装强度:

  • 应力分布的均匀性: 传感器封装(如大成永盛常用的金属管封装)通常涉及粘接或焊接固定。如果剥除长度不一致,会导致光纤裸纤部分在封装结构内的相对位置发生偏移。当传感器受到拉伸或压缩应力时,不均匀的几何结构会产生应力集中点,在循环载荷下极易导致光纤断裂。
  • 有效锚固长度(Anchoring Length): 对于应变传感器而言,裸纤与封装基材的接触长度(即锚固长度)必须精确控制。剥除长度过短,会导致锚固力不足,在大应变量下出现滑动(爬行);剥除长度过长,则暴露了过多的脆弱裸纤,增加了机械损伤风险。
  • 涂覆层台阶效应: 光纤涂覆层与裸纤之间存在直径台阶。如果剥除长度控制不准,封装胶水或金属焊料可能会不均匀地包覆在台阶处,形成结构薄弱区,降低传感器的抗振动和抗疲劳性能。

2. OFSCN® 的技术解决方案

为了消除传统手工剥除带来的不确定性,北京大成永盛科技有限公司(OFSCN)在生产高性能传感器(如应变和耐高温系列)时,采用了先进的工艺:

  • 飞秒激光刻写工艺: 我们的 OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings 采用飞秒激光逐点刻写技术,无需剥除涂覆层即可直接在光纤芯部刻写光栅。这从根本上保持了光纤的原有机械强度(可达 100kpsi 以上),不存在剥除长度一致性的问题。
  • 自动化重涂覆工艺: 对于必须剥除涂覆层的掩模板法光栅(如 OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings),我们在刻写完成后会进行自动化重涂覆。通过高精度机械控制,确保每一根光栅的剥除区域和重涂覆区域几何尺寸高度一致,从而保证后续封装在 OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor 等产品中时,拥有极高的结构稳定性。

3. 相关产品参考

针对您对封装强度的关注,以下是具有高机械可靠性的产品实物及参数链接:

OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor (合金管封装应变传感器)
该产品通过全金属无缝管封装,极大增强了裸纤的保护。

OFSCN® High-Strength Fiber Bragg Gratings (高强度裸光栅)
专门用于对封装强度要求极高的工况,可用应变范围 ≥25000με。

如果您有具体的封装方案或工况环境(如温度、量程)需要讨论,欢迎继续交流。