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用于科学研究和工业现代化。
飞秒激光技术加工的光纤布拉格光栅（FBG）相对于传统的FBG生产模式具有很大优势。 这是因为飞秒激光能引入的折射率差很大，可以达到10-3（Δn∽10-3）。飞秒激光生产的FBG具有以下两点优势：
因此，实现高质量的飞秒激光加工的FBG是FBG生产制造领域的必然趋势。在飞秒激光的加工FBG的过程中，激光引入的折射率差直接决定着所生产的光纤光栅的品质。当激光生产的折射率差保持稳定时，生产的每个格点的大小和折射率分布才能保持一致，从而实现高性能的FBG。而格点折射率差主要由光与材料的相互作用决定，可以表示为：
Δn = f(Pt)
其中Δn代表光引入的折射率差，f为材料决定的任意函数，P是激光功率，t表示曝光时间。因此，其折射率差是由材料的响应和激光的参数共同决定。不同的材料的 f 是不同的。
所以，保持激光功率和曝光时间的一致， 是实现一致的折射率差（Δn）的决定因素。
高功率稳定性和精确的功率控制是保证高质量制造光纤布拉格光栅（FBG）的关键。PowerFlex是一种全自动的激光功率控制技术，可以精确控制激光功率，步长为1µW。
图1. 激光功率稳定及不稳定的加工的FBG格点对比示意图。其中蓝线表示光纤纤芯，圆点代表激光加工的格点。
During the manufacturing process, the controlled exposure time can be very precise, at the order of 0.001ms, so the exposure time can be maintained very consistently. In addition, controlling laser power stability is essential to ensure consistent refractive index differences. In this regard, Innofocus uses a highly stable femtosecond laser with a real-time pulse power monitoring system. The monitoring system guarantees the stability of laser pulses during long-time continuous operation (>100 hours), and the fluctuation of a single pulse can be controlled within <1%. It enables continuous stable FBG manufacturing and ensures the consistency of the refractive index of each point. It lays a solid foundation for realizing high-performance FBG manufacturing. A schematic of the comparison is shown in Figure 1. Suppose the laser power is not stable. In that case, the distribution of refractive index within the fiber during manufacturing will be uneven, as shown in the case of Figure A, causing an overall lower quality of FBG. Innofocus’s high-stability laser can output stable power values for a long time to ensure a uniform refractive index distribution.
除了高功率的稳定性外，精确的功率控制以调整点的大小和折射率差Δn对于优化FBG参数和制造不同类型的FBG是极其重要的。为了满足这一要求，Innofocus开发了PowerFlex，一个精确的功率控制模块。PowerFlex是一种全自动的激光功率控制技术，可以精确控制激光功率，步长为1µW。
此项智能飞秒激光功率控制技术还可以根据需求满足不同折射率的激光加工，如图2所示，高功率加工出来的格点（折射率变化区间）大（如图中A所示），低功率加工出的格点小（如图中B所示），只需通过改变系统里的数值设定，便可以灵活地满足多种加工需求。全自动化的功率系统可以有效避免激光功率抖动所带来的质量差异，能够满足长时间，大规模，可重复性高的加工需求，从而达到高质量光线光栅的量产。
图2. 不同激光加工功率加工的FBG格点的示意图。
利用NanoPrint 3D智能纳米加工系统进行飞秒激光加工，可以在透明介质中直接写入微米级、亚微米级甚至纳米级的三维微纳米结构，具有无掩膜、结构灵活、设计简单、加工速度快等优点。通过与不同光学材料的结合，它可以在全光通信领域实现广泛的应用，特别是在衍射光学、集成光学、片上光学、硅光子学、纳米光学和量子光学的制造方面，在众多微纳米制造技术中脱颖而出，成为越来越重要的使能技术。
三维微纳结构的设计可以增强局部光场与物质的相互作用，从而产生各种线性和非线性光学现象，缩短作用尺度，从而有效实现器件的小型化、集成化和低能耗。例如，Nanoprint 3D智能激光纳米制造系统可以实现各种微型衍射光学元件，包括微型透镜、集成光栅、波段片等，可以在成像、波长选择、色散补偿等方面发挥巨大作用。
此外，NanoPrint系统独特的高功率飞秒激光器能够与不同的材料，如玻璃、硅、硫基玻璃和铌酸锂晶体进行互动。这些材料可以有效地引入非线性光学相互作用，用于波长转换、光学开关、非线性调谐等。纳米级波导中的非线性相互作用可以被利用来产生有效的量子光学的纠缠光子源。飞秒激光器可以在光纤、块状玻璃和二维材料中引入超高折射率变化，形成高质量的光波导、超薄器件和复杂的三维集成光学系统，如光连接器和片上集成，这些都是超高速、超高容量和量子通信的重要使能部件。
在今天这个万物皆智能的社会中，传感器在我们的日常生活和物联网中发挥着越来越重要的作用。传感器监测我们的健康（如心跳）、空气质量、家庭安全，并被广泛用于工业物联网（IIoT）以监测生产过程。我们的生活被智能手机、可穿戴设备和其他智能设备所包围，所有这些都与传感器密不可分。
日常生活中广泛使用的传感器包括温度计、压力传感器、光传感器、加速度计、陀螺仪、运动传感器、气体传感器等等。它们的设计和制造往往依靠传统的机电加工，功能单一，体积大，能耗高，不适合新型传感器的小型化、集成化、一体化、高精度、低能耗的要求。因此，如何创新制造方法，改进制造工艺，已成为传感领域的一个难题。
NanoPrint 3D智能激光纳米制造系统可以在各种材料中写入灵活的设计和多功能的3D微纳米结构，包括聚合物、2D材料、金属、半导体、晶体、光纤和其他材料，形成传感机制。其写入方法灵活，制作简单，不需要真空或掩膜。更重要的是，写入的结构小且高度集成，可以与基底或环境形成浸入式传感。还可以在传感中需要测量的部位直接引入原位高精度传感器，不破坏原有环境和整体外观。
尤其是利用NanoPrint系统实现的石墨烯微纳米传感器，近年来在人工皮肤、智能机器人、医疗保健、疾病早期诊断、可穿戴设备等方面发挥着重要作用。此外，利用NanoPrint系统的独特专利技术制作的FBG具有操作简单、写入速度快、工艺稳定、可灵活形成各种特殊光栅、光栅率高等特点。它解决了传统光纤光栅制作设备的成本高、工艺复杂、光栅结构单一等问题。形成的FBG折射率变化大，耐高温，性能指标高，稳定性好，已经取代了传统的光纤光栅，在高温高压环境下发挥了不可替代的作用。