2023年初于廣州舉行的第三屆全國光子技術(shù)論壇上,深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊和深圳市光子傳感技術(shù)有限公司在國內(nèi)首次發(fā)布了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術(shù)、裝備及產(chǎn)品。該技術(shù)打破了國外長期以來的技術(shù)壁壘,解決了分布式光纖傳感領(lǐng)域的卡脖子問題,真正實現(xiàn)了大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的中國制造。

現(xiàn)場發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品

本次現(xiàn)場發(fā)布的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列樣品總長10米,每個光纖光柵傳感器長度僅為0.5毫米,光柵傳感器間距10毫米,共計1000個光纖光柵(照片中光纖上每一個亮點就是一個光纖光柵傳感器)。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列在油井勘探、周界安防、橋梁大壩、航空航天等分布式光纖傳感領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景,可以極大地提高DAS、DTS、OFDR等分布式光纖傳感技術(shù)的測量精度、測量距離和空間分辨率等關(guān)鍵指標(biāo),是分布式光纖傳感技術(shù)的“助推器”。然而,該技術(shù)長期以來被國外封鎖壟斷,是國內(nèi)分布式光纖傳感領(lǐng)域的卡脖子難題。王義平教授團(tuán)隊歷經(jīng)十余年的刻苦攻關(guān),終于取得了突破性進(jìn)展,成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術(shù)。在發(fā)布會現(xiàn)場,該技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品得到了光纖傳感領(lǐng)域?qū)W術(shù)界及工業(yè)界同行的廣泛認(rèn)可和高度贊揚。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術(shù)發(fā)布會現(xiàn)場

王義平教授團(tuán)隊研發(fā)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術(shù),在單芯光纖和多芯光纖中實現(xiàn)了公里級、卷對卷大規(guī)模串聯(lián)/并聯(lián)集成光纖光柵傳感器(含弱反射點傳感器)陣列的高效率全自動制備,具有帶涂覆層直寫、無須掩模板、無須載氫、無須二次涂覆等優(yōu)點,并且實現(xiàn)了光纖移動、夾持、放纖、收纖、纖芯對準(zhǔn)、激光聚焦、曝光等光柵制備過程的全自動程序控制。制備的光纖光柵傳感器陣列保留了光纖原有的機械強度(抗拉、抗壓、抗彎等性能),并且具有良好的耐高溫特性和長期穩(wěn)定性。

大規(guī)模光纖光柵陣列飛秒激光全自動制備系統(tǒng)

飛秒激光全自動制備的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列的最小柵長小于0.5毫米,最小柵距小于1毫米,最小反射率低于十萬分之一,最大光柵數(shù)量大于10000個,反射波長差異小于< ± 1納米,反射強度波動小于± 3 dB。光柵波長、光柵反射率、光柵間距、光柵數(shù)量等參數(shù)均可根據(jù)用戶實際需求訂制。經(jīng)實際測試,大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖具有良好的一致性。

大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列反射譜圖

深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊與深圳市光子傳感技術(shù)有限公司長期在大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列飛秒激光全自動制備技術(shù)方面開展深入的產(chǎn)學(xué)研合作。共同研發(fā)和生產(chǎn)的大規(guī)模光纖光柵傳感器陣列產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)批量供貨,并銷往國內(nèi)多家大型高科技企業(yè)和科研院所,成功服務(wù)于航空航天、核反應(yīng)堆、油井勘探、海洋安全等國家重大戰(zhàn)略需求領(lǐng)域,有助于推動分布式光纖傳感技術(shù)更廣泛、更高水平的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

深圳大學(xué)王義平教授團(tuán)隊和深圳市光子傳感技術(shù)有限公司團(tuán)隊代表