科研领域

光纤钻孔

水导激光是微观世界的 “精准手术刀”。凭借极高的聚焦精度,它能对各类新型材料进行纳米级的切割与微加工,帮助科研人员制备高质量的材料样本,深入探究材料在微观尺度下的性能,加速新型功能材料的研发进程。

水导激光光纤钻孔技术是基于水对激光的传导特性以及激光与材料的相互作用原理。利用水的折射率(约 1.33)与周围空气折射率(约 1.0)的差异,当聚焦光束在水束的空气及液体交界面满足全反射临界条件时,形成的水束光纤能将其内部发生全反射的聚焦光束限制在水束中。激光发生器产生特定波长和能量的激光束,经聚焦元件聚焦后进入由高压水泵产生的高压微水束中,激光在水束内部由于全反射作用沿水束光纤传播到光纤待加工部位的表面。激光能量被光纤材料吸收,使材料瞬间熔化、汽化,同时微细水束冲击工件,去除熔化和汽化的材料,从而完成钻孔过程。

  • 性能

    高精度:水束能精确引导激光,将激光准确地作用于光纤待钻孔位置,可实现微米级甚至更高精度的钻孔,能满足光纤通信、光纤传感等领域对微小孔径、高精度定位的要求。 低热影响:水的高比热容和水流的快速冲刷,能迅速带走激光钻孔产生的热量,将热影响区控制在极小范围内,避免光纤因受热产生变形、变色、内部结构改变等问题,保证光纤的光学性能和机械性能。 表面质量好:水流的冲刷作用可及时去除钻孔过程中产生的熔渣和碎屑,使钻孔表面更加光滑、洁净,无毛刺、无残留,降低了对光纤传输性能的影响。 材料适应性广:可以用于多种类型光纤的钻孔,包括普通石英光纤、特种光纤(如光子晶体光纤、保偏光纤等)。 环保安全:水介质能有效捕捉和带走钻孔过程中产生的烟尘、有害气体等,减少对环境的污染和对操作人员的健康危害。

主 要 应 用

光纤通信领域:在光纤耦合器、波分复用器等光通信器件的制造中,通过水导激光光纤钻孔,可精确地在光纤上形成连接孔或耦合孔,实现光纤之间的高效连接和光信号的准确传输;用于制造光纤光栅,在光纤上钻出周期性的小孔,形成折射率调制结构,实现对光信号的滤波、反射等功能。 光纤传感领域:在光纤传感器的制作中,通过在光纤上钻孔,可用于制作气体传感器、压力传感器等。例如,在光纤上钻取微小孔,使气体能够进入光纤内部与传感材料发生相互作用,从而实现对气体浓度的检测;在光纤光栅传感器中,通过钻孔可以改变光纤的局部应力分布,提高传感器的灵敏度和测量精度。 医疗领域:在生物医学光纤器件的制造中,水导激光光纤钻孔可用于制作光纤内窥镜的照明孔、检测孔等,实现对人体内部组织的观察和检测;用于制造光动力治疗光纤,在光纤上钻出微小的出光孔,使激光能够均匀地照射到病变组织,提高治疗效果。