A capacidade de tração diminui onde a grade foi gravada?
Se a área onde um gratador foi gravado tem sua capacidade de tração (ou seja, resistência mecânica ou deformação limite utilizável) reduzida, depende inteiramente do processo de fabricação e método de gravação do gratador.
No processo tradicional de fabricação de gratadores, a capacidade de tração da área gravada é de fato significativamente reduzida; enquanto nos processos avançados de gravação a laser de femtossegundo através do revestimento, a resistência mecânica da área do gratador é quase inalterada, mantendo um limiar de tração extremamente alto.
I. Gravação Tradicional com Laser UV: Capacidade de Tração Significativamente Reduzida
Para gratadores gravados por meio de irradiação com máscara de ultravioleta (UV) tradicional, a capacidade de tração reduzida é principalmente devido aos seguintes processos físicos e de engenharia:
- Danos Mecânicos/Químicos na Remoção do Revestimento:
Antes da gravação, o revestimento protetor de polímero (como poliimida ou acrilato) na superfície da fibra óptica deve ser removido usando um alicate de decapagem mecânico ou solvente químico para expor o núcleo de vidro de quartzo nu. Durante o processo de remoção, qualquer contato mecânico mínimo introduzirá micro-arranhões ou microfissuras na superfície frágil do vidro de quartzo. - Carregamento de Hidrogênio e Radiação Laser Intensa:
Para melhorar a foto-sensibilidade, a fibra nua geralmente passa por carregamento de hidrogênio de alta pressão e, em seguida, é exposta à irradiação de laser UV intenso. Fótons UV de alta energia e o processo de carregamento de hidrogênio fazem com que as microfissuras existentes na superfície do quartzo se expandam sob estresse interno. - Re-revestimento Incapaz de Reparar Danos no Vidro:
Embora a fibra nua seja re-revestida (com poliimida ou acrilato) após a conclusão da gravação, o re-revestimento apenas fornece proteção básica contra umidade e proteção física, mas não pode reparar as microfissuras já presentes na superfície da matriz de vidro. Quando a fibra óptica é submetida a uma força de tração, o estresse se concentra nessas microfissuras (Concentração de Estresse), fazendo com que a fibra quebre facilmente de forma frágil na área gravada (zona do gratador).
Portanto, a faixa de deformação utilizável de gratadores UV tradicionalmente re-revestidos é geralmente limitada a cerca de $\le 10000\ \mu\varepsilon$.
II. Gravação a Laser de Femtossegundo Através do Revestimento: Mantém a Resistência à Tração Original Elevada
Para resolver completamente o problema da capacidade de tração reduzida nas áreas gravadas dos gratadores tradicionais, os processos de fabricação avançados atuais utilizam a tecnologia de gravação a laser de femtossegundo através do revestimento:
- Não é Necessário Remover o Revestimento:
Usando o poder de pico extremamente alto do laser de femtossegundo e o efeito de absorção não linear multi-fótons, o feixe de laser pode penetrar o revestimento polimérico original externo, focar diretamente no núcleo da fibra e induzir modulação do índice de refração. - Danos Mecânicos Zero:
Como o processo de gravação não requer a remoção do revestimento, a superfície do vidro de quartzo não sofre contato mecânico, químico ou ambiental externo após sair da fábrica. A integridade física da superfície é perfeitamente preservada, sem introdução de quaisquer microfissuras. - Limite de Tração Extremamente Alto:
Na ausência de fontes de concentração de estresse, a resistência mecânica desses gratadores é quase idêntica à da fibra original de alta resistência antes da gravação, possuindo forte capacidade de tração e fadiga.
III. Solução de Gratadores de Alta Resistência da Dacheng YongSheng (OFSCN®)
Se o seu cenário de aplicação de sistema exigir que os gratadores de fibra óptica suportem forças de tração extremas, tensões de flexão elevadas ou fadiga mecânica frequente, a Beijing Dacheng YongSheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) desenvolveu produtos de gratadores nus correspondentes baseados no processo de laser de femtossegundo:
1. OFSCN® High-Strength Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)
Este produto utiliza a gravação ponto a ponto a laser de femtossegundo. A gravação não danifica o revestimento da fibra óptica, e a fibra utilizada é uma fibra de poliimida monomodo de alta resistência selecionada.
- Deformação Máxima Utilizável :
$\ge 25000\ \mu\varepsilon$(resistência à tração e taxa de alongamento limite muito superiores aos gratadores comuns). - Diâmetro Externo : 155 micrômetros.
2. OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)
Também utiliza a tecnologia avançada de gravação a laser de femtossegundo através do revestimento. Enquanto garante alta resistência mecânica, possui excelente adaptabilidade de temperatura.
- Deformação Utilizável em Temperatura Ambiente :
$\le 15000\ \mu\varepsilon$. - Faixa de Temperatura :
$-270^\circ\text{C}$a$+800^\circ\text{C}$(processado com tecnologia especial).
