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基于飞秒激光的光纤三维微结构制备研究-激光与红外杂志
第43卷 第1期 激 光 与 红 外 Vol.43,No.1
2013年1月 LASER & INFRARED January,2013
文章编号:10015078(2013)01001905 ·激光应用技术 ·
基于飞秒激光的光纤三维微结构制备研究
周广福,戴玉堂,胡华东,李 涛,曹 靳
(武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室,湖北 武汉430070)
摘 要:为适应新型光纤传感器件的需要,进行了飞秒激光在石英光纤材料上制备三维微结构
2
的工艺探讨。实验结果表明,光纤的烧蚀阈值约为1.5J/cm,烧蚀孔的深度与能量对数基本
上符合线性关系。在一定条件下,适当的增加激光能量有利于改善微孔的垂直度。理论分析
了锥孔和直孔的成形机理,探讨了微孔内壁形貌的形成机制和加工过程中光纤背面出现的崩
碎现象。采用适当的加工工艺,试制了光纤F-P腔、光纤端部悬臂梁等三维微结构。
关键词:飞秒脉冲激光;石英光纤;三维微结构;光纤传感器
中图分类号:TN253;TN249 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.10015078.2013.01.004
Studyonfabricationoffiber3Dmicrostructures
basedonfemtosecondlaser
ZHOUGuangfu,DAIYutang,HUHuadong,LITao,CAOJin
(NationalEngineeringLaboratoryofFiberOpticSensingTechnology,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)
Abstract:Tomeettheneedsfornewfiberopticsensors,theprocessforfabricating3Dmicrostructuresinsilicafiber
materialsbyfemtosecondlaserisdiscussed.Experimentalresultsshowthattheablationthresholdoffiberisabout
2
1.5J/cm;theablationdepthisofapproximatelylinearrelationwiththelaserenergy.Undersomeconditions,the
higherenergyismorebeneficialtotheformationofuprighthole.Theformationmechanismsoftaperhole,uprighthole
andtheirsurfacemorphologyarediscussed.Thedisintegrationappearedonthebacksurfaceoftheopticfiberisana
lyzed.Somethreedimensionalmicrostructureswerefabricatedonthefiberend,suchasFPcavity,cantileverstruc
ture,etc.
Keywords:femtosecondpulselaser;silicafiber;3Dmicrostructure;fiberopticsensors
1 引 言 色。基于这一特性,国内外学者试图通过在光纤上
加工微
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