格子を刻んだ場所は、引張強度が低下しますか？
グレーティングが刻まれた領域の引張能力（すなわち、機械的強度または限界使用ひずみ）が低下するかどうかは、グレーティングの製造プロセスと刻印方法に完全に依存します。
従来のグレーティング製造プロセスでは、刻印領域の引張能力は著しく低下します。一方、先進的なフェムト秒レーザー・オーバーコート刻印プロセスでは、グレーティング領域の機械的強度はほとんど影響を受けず、非常に高い引張閾値を維持できます。
1. 従来の紫外線レーザー刻印：引張能力の著しい低下
従来の紫外線（ \text{UV} ）マスク照射方式で刻印されたグレーティングでは、引張能力の低下の主な原因は、次の物理的およびプロセス的要因にあります。
- コーティング層の機械的/化学的損傷による剥離：
刻印前に、光ファイバー表面の高分子保護コーティング層（ポリイミドやポリアクリレートなど）を機械的ワイヤーストリッパーまたは化学溶剤で剥離し、裸の石英ガラスファイバーコアを露出させる必要があります。剥離プロセス中に、わずかな機械的接触であっても、脆弱な石英ガラス表面に微細な傷や亀裂（Micro-cracks）を導入する可能性があります。 - 水素ドーピングと高出力レーザー照射：
感光性を向上させるため、裸ファイバーは通常高圧水素ドーピングを受け、その後、高エネルギーの紫外線光子と水素ドーピングプロセスによって、石英表面にすでに存在する微細亀裂が内部応力下で拡張します。 - 再コーティングによるガラス損傷の不可逆性：
刻印完了後、裸ファイバーは再コーティング（ポリイミドまたはポリアクリレートの再コーティング）されますが、再コーティングは表面の防湿性と基本的な物理的保護を提供するだけで、ガラス基板表面にすでに生じた微細亀裂を修復することはできません。ファイバーに引張力が加わると、これらの微細亀裂で応力が高度に集中（Stress Concentration）し、ファイバーは刻印領域（グレーティング領域）で脆性破壊を起こしやすくなります。
したがって、従来の再コーティングされた紫外線グレーティングの許容ひずみ範囲は、通常約 $\le 10000\ \mu\varepsilon$ に制限されます。
2. フェムト秒レーザー・オーバーコート刻印：元の高い引張強度を維持
従来のグレーティングの刻印領域における引張能力低下の問題を根本的に解決するために、現在、先進的な製造プロセスではフェムト秒レーザー・オーバーコート刻印技術が採用されています。
- コーティング層の剥離不要：
フェムト秒レーザー（Femtosecond Laser）の非常に高いピークパワーと非線形多光子吸収効果を利用することで、レーザービームは外層の元の高分子コーティング層を透過し、ファイバーコア内で直接焦点が合い、屈折率変調を引き起こします。 - 機械的損傷ゼロ：
刻印プロセス全体でコーティング層の剥離が一切不要なため、石英ガラス表面は工場出荷後、機械的、化学的、または外部環境との接触がなく、表面の物理的完全性が完全に維持され、微細亀裂は一切導入されません。 - 非常に高い引張限界：
応力集中源がないため、このグレーティングの機械的強度は、刻印前の元の高強度ファイバーとほぼ同等であり、非常に強い引張および疲労耐性を備えています。
3. 大成永盛（OFSCN®）の高強度グレーティングソリューション
お客様のシステムアプリケーションシナリオでファイバーグレーティングが大きな引張力、高曲げ応力、または頻繁な機械的疲労に耐える必要がある場合、北京大成永盛科技有限公司（OFSCN®）は、フェムト秒レーザープロセスに基づいた対応する裸グレーティング製品を開発しました。
1. OFSCN® High-Strength Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)
この製品は、フェムト秒レーザーによる点描画方式で刻印されており、刻印時にファイバーコーティング層を損傷しません。使用するファイバーは、厳選された高強度単モードポリイミドファイバーです。
- 最大許容ひずみ：
$\ge 25000\ \mu\varepsilon$（引張強度と限界伸びは標準的なグレーティングをはるかに上回ります）。 - 外径： 155マイクロメートル。
2. OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)
先進的なフェムト秒レーザー・オーバーコート刻印技術を同様に採用し、高い機械的強度を確保しながら、非常に広い温度適応性を備えています。
- 常温許容ひずみ：
$\le 15000\ \mu\varepsilon$。 - 温度範囲：
$-270^\circ\text{C}$～$+800^\circ\text{C}$（特殊プロセス処理済み）。
