Το τρίψιμο ινών είναι ένα είδος κιγκλιδώματος περίθλασης που σχηματίζεται από την αξονική περιοδική διαμόρφωση του δείκτη διάθλασης του πυρήνα ινών μέσω μιας συγκεκριμένης μεθόδου και είναι μια συσκευή παθητικού φίλτρου. Επειδή το τρίψιμο ινών έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους, της χαμηλής απώλειας ματίσματος, της πλήρους συμβατότητας με τις οπτικές ίνες και της ικανότητας ενσωμάτωσης έξυπνων υλικών και το μήκος κύματος συντονισμού του είναι πιο ευαίσθητο σε αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον, όπως θερμοκρασία, τάση, δείκτης διάθλασης, και συγκέντρωση, χρησιμοποιείται στην επικοινωνία οπτικών ινών και το πεδίο ανίχνευσης έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως.
Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται σε σκληρά περιβάλλοντα. Οι κύριες αιτίες βλάβης περιλαμβάνουν βλάβη υδρογόνου στον πυρήνα των ινών και ζημιά στη δομή των ινών που προκαλείται από τις ακτίνες. Προκειμένου να αποφευχθεί η εμφάνιση της παραπάνω κατάστασης, η δομή και η σύνθεση των οπτικών ινών πρέπει να υποβληθούν σε ειδική επεξεργασία. Μελέτες έχουν δείξει ότι το στοιχείο υδρογόνου αντιδρά με τα ιόντα στον πυρήνα των ινών για να καταστρέψει τη δομή του πυρήνα των ινών, με αποτέλεσμα αυξημένη απώλεια μετάδοσης. ενώ η ακτινοβολία μεταφέρει ενέργεια, προκαλώντας μεταβάσεις στα εξωτερικά ηλεκτρόνια των ατόμων στον πυρήνα των ινών, με αποτέλεσμα την απόδοση των ινών. αλλοίωση. Προκειμένου να αποφευχθεί η εμφάνιση της παραπάνω κατάστασης και να μειωθεί η ζημιά που προκαλεί, είναι απαραίτητο να υιοθετηθούν οπτικές ίνες με ειδικές κατασκευές ή υλικά. Μελέτες έχουν δείξει ότι η χρήση επένδυσης με φθόριο και καθαρού πυρήνα πυριτίας μπορεί να μειώσει σημαντικά την απώλεια υδρογόνου και την ακτινοβολία.
Ωστόσο, αυτό θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε νέα προβλήματα, δηλαδή, το πλέγμα οπτικών ινών που παρασκευάζεται στον προαναφερθέντα πυρήνα οπτικών ινών χρησιμοποιείται σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης, υψηλής διάβρωσης σε πηγάδια πετρελαίου, πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας και κοσμικό χώρο, προκαλώντας μόνιμη ζημιά και μετάδοση. Η απώλεια αυξάνεται. Επειδή η παραδοσιακή μέθοδος παρασκευής κιγκλιδωμάτων ινών βασίζεται στη μέθοδο έκθεσης λέιζερ excimer για την προετοιμασία του κιβωτίου ινών, ο πυρήνας ινών που χρησιμοποιείται απαιτείται για να έχει υψηλή φωτοευαισθησία και ο πυρήνας ινών πρέπει να εμπλουτιστεί με στοιχεία γερμανίου και βορίου. Ωστόσο, ο καθαρός πυρήνας πυριτίας δεν έχει φωτοευαισθησία και οι παραδοσιακές μέθοδοι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή πλεγμάτων ινών.
Ένας νέος τύπος τεχνολογίας παρασκευής ινών με βάση το λέιζερ femtosecond επιλύει καλά τα παραπάνω προβλήματα. Η χρήση της τεχνολογίας λέιζερ femtosecond χρησιμοποιεί τα πλεονεκτήματα του λέιζερ femtosecond με υψηλή στιγμιαία ενέργεια, μη θερμική επεξεργασία και υψηλή ακρίβεια επεξεργασίας. Η δομή του συστήματος φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Χρησιμοποιώντας λέιζερ 800nm femtosecond, μετά τη διαμόρφωση της δέσμης, εστιάζεται στον πυρήνα των ινών αφού επικεντρωθεί σε έναν αντικειμενικό φακό μικροσκοπίου. Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθεί άμεσα εάν η εστιακή θέση βρίσκεται στον πυρήνα της ίνας, είναι απαραίτητο να κριθεί η εστιακή θέση παρατηρώντας το CCD προς τα πίσω και παρατηρώντας το σχήμα του οπίσθιου φωτός. Ταυτόχρονα, συνδέοντας μια πηγή φωτός ευρείας ζώνης και ένα φασματόμετρο, μπορεί να παρακολουθεί τις αλλαγές στο φάσμα κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας του κιγκλιδώματος σε πραγματικό χρόνο και να κρίνει την προετοιμασία του κιγκλιδώματος.
Κατασκευή σχαρών ινών με τεχνολογία λέιζερ femtosecond, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους, όχι μόνο μπορεί να κατασκευάσει σχάρες σε μη φωτοευαίσθητες ίνες, όπως καθαρή ίνα πυριτίας, ίνες φθορίου κ.λπ., αλλά έχει και άλλα πλεονεκτήματα. Πρώτον, το παρασκεύασμα λέιζερ femtosecond δεν απαιτεί τη χρήση προτύπου φάσης, επομένως μπορεί να απαλλαγεί από τον περιορισμό του προτύπου φάσης. Θεωρητικά, μπορούν να παρασκευαστούν σχάρες ινών με οποιοδήποτε μήκος κύματος ανάκλασης, για παράδειγμα, σχάρες ινών 2μm και 3μm μπορούν να παρασκευαστούν σε ίνες φθορίου. Δεύτερον, 800nmfemtoseconds Το λέιζερ μπορεί να διεισδύσει στο στρώμα επικάλυψης (ακρυλικό, πολυϊμίδιο, κ.λπ.) της οπτικής ίνας, επομένως, δεν χρειάζεται να απογυμνωθεί το στρώμα επικάλυψης της οπτικής ίνας κατά τη διαδικασία δημιουργίας πλέγματος, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αντοχή του το έτοιμο τρίψιμο ινών. Το πιο σημαντικό, οι σχάρες ινών που παρασκευάζονται από το excimer δεν μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Όταν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από 150 ° C, η απόδοση των ινών αρχίζει να υποβαθμίζεται, ενώ οι σχάρες που παρασκευάζονται από λέιζερ femtosecond μπορούν να αντέξουν σε θερμοκρασίες έως 1000 ° C και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
Ως εκ τούτου, η εμφάνιση της προετοιμασίας λέιζερ femtosecond της τεχνολογίας τρίψιμο ινών έχει λύσει σε μεγάλο βαθμό την εφαρμογή της τεχνολογίας ανίχνευσης ινών τρίψιμο σε ποικιλία σκληρών περιβαλλόντων. Εφαρμόζεται στον τομέα της μηχανικής πετρελαίου και φυσικού αερίου, οι σχάρες ινών πρέπει να είναι ανθεκτικές στην απώλεια υδρογόνου και σε πολλές περιπτώσεις πρέπει επίσης να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες 300 ° C. στον τομέα των λέιζερ ινών, τα συστήματα λέιζερ ινών 2μm και 3μm πρέπει να χρησιμοποιούν πλέγματα ινών φθορίου. σε πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, Σε περιβάλλοντα ακτίνων όπως ο κοσμικός χώρος, οι σχάρες ινών πρέπει να αντέχουν σε ενέργεια υψηλής ακτινοβολίας. Σε αυτά τα ειδικά σκληρά περιβάλλοντα, τα κιγκλιδώματα ινών που παρασκευάζονται από λέιζερ femtosecond μπορούν να ικανοποιήσουν όλες τις ειδικές απαιτήσεις, επεκτείνοντας σημαντικά τα πεδία εφαρμογής της τεχνολογίας ανίχνευσης ινών τριψίματος.