玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)——納米精度掌控，開啟光纖加工新維度

在光纖光學(xué)技術(shù)迭代升級的浪潮中，飛秒激光加工技術(shù)已成為突破光纖器件性能天花板的核心動能。玉之泉重磅推出的飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)，具有卷對卷公里級加工能力，是目前全球市場上在售的工業(yè)級飛秒光纖光柵的加工設(shè)備。該系統(tǒng)憑借配置與加工性能，為光纖光柵、波導(dǎo)等精密元件加工帶來創(chuàng)新性解決方案，并在航空航天、風(fēng)電核電、生物檢測、油井管道等領(lǐng)域有巨大的產(chǎn)業(yè)需求。

一、飛秒激光器：超短脈沖鑄就“加工手術(shù)刀”

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)搭載的飛秒激光器，參數(shù)配置靈活，可適配多場景加工需求。

1. 脈沖寬度：精準(zhǔn)控制，能量密度高

脈沖寬度嚴(yán)格控制在300fs以內(nèi)，屬于典型飛秒級范疇；脈沖作用時間極短，可瞬間聚焦高能量密度，滿足精細(xì)加工基礎(chǔ)需求。

2. 重復(fù)頻率：寬域可調(diào)，適配多場景

支持1Hz~1MHz寬范圍調(diào)節(jié)，可根據(jù)加工需求動態(tài)切換模式，既能用于精細(xì)刻寫、特殊結(jié)構(gòu)光柵研發(fā)，又能滿足工業(yè)化產(chǎn)能要求。

3. 單脈沖能量：高穩(wěn)定輸出，保障加工一致性

在1kHz重復(fù)頻率下，最大單脈沖能量可達(dá)200μJ，能量輸出穩(wěn)定性優(yōu)異；充足的能量輸出可確保對不同直徑、不同材料（如硬脆體材料）光纖的有效刻寫，穩(wěn)定輸出則保障多批次光柵產(chǎn)品的性能一致性。

4. 波長配置：基礎(chǔ)覆蓋+拓展可選，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域

激光器基礎(chǔ)中心波長為標(biāo)配1030±0.15nm近紅外波長，與主流石英光纖、稀土摻雜光纖的吸收特性高度匹配，同時支持二倍頻（515nm）、三倍頻（343nm）拓展波長選配，進(jìn)一步拓寬材料加工范圍。

二、光學(xué)系統(tǒng)：高清成像+靈活適配的“智慧之眼”

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)的能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)與光學(xué)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了精準(zhǔn)加工的“雙核心保障”，協(xié)同滿足從基礎(chǔ)刻寫到復(fù)雜結(jié)構(gòu)制備的嚴(yán)苛需求。

1. 寬域精準(zhǔn)能量調(diào)節(jié)：適配多場景刻寫需求

從0.5%到99%的寬范圍能量輸出，可靈活匹配不同光纖材料的刻寫需求，避免能量過低導(dǎo)致刻寫不充分或能量過高造成材料破損。

2. 高清可視化光學(xué)系統(tǒng)：加工過程“透明可控”

高分辨率成像配置：配備500萬像素以上高清晰度成像相機(jī)，搭配60×浸油物鏡與20×空氣物鏡——60×浸油物鏡可實(shí)現(xiàn)納米級細(xì)節(jié)的高清放大，精準(zhǔn)捕捉光纖表面與光柵刻寫的微觀狀態(tài)；20×空氣物鏡則提供更寬的視野范圍，方便快速定位加工區(qū)域與觀察整體加工進(jìn)度。同時支持按需選配其他倍率物鏡，適配從微觀細(xì)節(jié)觀測到宏觀區(qū)域定位的全場景需求。

專業(yè)科勒照明模塊：集成反射科勒照明與透射科勒照明模塊，可根據(jù)光纖材料特性與加工需求靈活切換。反射照明能清晰呈現(xiàn)光纖表面紋理與刻寫痕跡，透射照明則可穿透透明光纖，觀察內(nèi)部折射率調(diào)制狀態(tài)，兩種照明方式結(jié)合確保加工區(qū)域無視覺盲區(qū)，成像均勻且細(xì)節(jié)銳利。

3. 高適配光學(xué)控制模塊：激光“瞄準(zhǔn)”與“雕刻”精準(zhǔn)無誤

掃描振鏡：實(shí)現(xiàn)激光束的高速、高精度偏轉(zhuǎn)，可快速完成光柵周期的精準(zhǔn)刻畫，尤其適配大面積、高周期密度的光柵加工，提升刻寫效率。

空間光調(diào)制器：可對激光束的振幅、相位進(jìn)行精細(xì)化調(diào)制，能定制化生成復(fù)雜光場分布，為制備非均勻周期、特殊輪廓（如chirped光柵、超結(jié)構(gòu)光柵）等復(fù)雜結(jié)構(gòu)光柵提供技術(shù)支撐。

焦面自動跟蹤模塊：實(shí)時監(jiān)測激光焦點(diǎn)與加工面的相對位置，自動補(bǔ)償加工過程中可能出現(xiàn)的微小位移（如光纖熱脹冷縮、工裝輕微偏移），確保焦點(diǎn)始終精準(zhǔn)落在加工區(qū)域，避免因焦點(diǎn)偏移導(dǎo)致的刻寫精度下降。

二維電動狹縫：可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)激光束的出射光斑尺寸與形狀，適配不同寬度、不同結(jié)構(gòu)的光柵刻寫需求，進(jìn)一步提升激光能量的利用率與加工的靈活性。

三、工作臺與位移臺：微米級控制的“穩(wěn)定基石”

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)以多功能工作臺與高精度位移臺為核心運(yùn)動單元，通過宏觀行程覆蓋與微觀精度控制的協(xié)同配合，確保激光焦點(diǎn)始終精準(zhǔn)對準(zhǔn)加工區(qū)域，為超精密、高一致性的光纖光柵光刻品質(zhì)提供堅實(shí)保障。

1. 多功能工作臺：兼顧穩(wěn)定、可視與靈活拓展

創(chuàng)新三點(diǎn)式二維調(diào)平技術(shù)：以三點(diǎn)支撐實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)平，既具備單點(diǎn)**≥5mm的超大調(diào)節(jié)范圍，可自適應(yīng)不同工裝或樣品的初始姿態(tài)偏差；又能達(dá)到單點(diǎn)≤50nm**的調(diào)節(jié)分辨率，在納米尺度上精準(zhǔn)修正平臺傾斜，為加工精度掃清基礎(chǔ)偏差。

大面積可視化加工工位：配備透明玻璃吸附臺，一方面可穩(wěn)定承載4英寸規(guī)格的樣品，滿足中大型工件加工需求；另一方面依托透明特性，實(shí)現(xiàn)加工過程的實(shí)時高清可視化監(jiān)控，讓光斑位置、刻寫狀態(tài)一目了然，便于及時調(diào)整參數(shù)。針對核心的光纖光柵加工，其有效加工范圍突破10mm，為長周期光柵、復(fù)雜圖案光柵等研發(fā)提供充足空間。

靈活選配功能模塊：支持按需加裝高精度光纖旋轉(zhuǎn)器與在線應(yīng)力監(jiān)測器——光纖旋轉(zhuǎn)器可精準(zhǔn)控制光纖取向，適配圓周方向或特定角度的光柵刻寫；在線應(yīng)力監(jiān)測器能實(shí)時捕捉加工過程中光纖內(nèi)部應(yīng)力變化，主動規(guī)避應(yīng)力導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形，助力用戶探索高難度工藝，提升光柵成品的完美度。

2. 高精度位移臺：高行程、高速度、高一致性

寬范圍行程覆蓋：X/Y/Z三軸行程分別達(dá)到**≥200mm、≥20mm、≥20mm**，X軸長行程可滿足多組樣品連續(xù)加工或長尺寸光柵刻寫，Y/Z軸精準(zhǔn)行程適配微觀位置調(diào)整，無需頻繁拆裝工裝，提升加工效率。

超高定位與重復(fù)精度：定位精度≤±300nm，確保激光作用點(diǎn)與設(shè)計坐標(biāo)高度吻合，避免點(diǎn)位偏差導(dǎo)致的光柵周期誤差；雙向重復(fù)精度≤±100nm，在批量加工或往復(fù)運(yùn)動中保持軌跡一致性，顯著提升多批次產(chǎn)品的合格率。

高速運(yùn)動兼顧效率：X/Y軸最大位移速度≥100mm/s，Z軸≥50mm/s，可快速完成加工位置切換與大范圍運(yùn)動，在保證納米級精度的同時，大幅縮短單次加工周期，平衡“高精度”與“高效率”的核心訴求。

四、超穩(wěn)結(jié)構(gòu)與全自動卷纖機(jī)：長距離光纖加工的“穩(wěn)效雙引擎”

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)的大理石龍門結(jié)構(gòu)、被動氣浮隔振與全自動卷纖裝置，共同構(gòu)成了公里級分布式光纖光柵加工的“穩(wěn)定基石”與“高效利器”，為光纖傳感領(lǐng)域的研發(fā)與生產(chǎn)需求定制提供從基礎(chǔ)穩(wěn)定到高效加工的全流程支撐。

1. 超穩(wěn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：大理石龍門+被動氣浮隔振，筑牢長距離加工精度底線

高剛性、低形變的大理石龍門結(jié)構(gòu)：核心優(yōu)勢在于兩大特性：一是高剛性與低彈性形變，可承受長光纖加工過程中工作臺與卷纖裝置的聯(lián)動負(fù)載，長期運(yùn)行無結(jié)構(gòu)蠕變，確保激光光路與加工平臺的相對位置穩(wěn)定；二是低熱膨脹系數(shù)，能有效抵抗環(huán)境溫度波動（如室溫變化、設(shè)備散熱）導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)尺寸變化，避免因熱脹冷縮引發(fā)的加工點(diǎn)位偏移，保障公里級加工全程的精度一致性。

被動氣浮隔振：隔絕微振動，守護(hù)納米級精度

搭配專業(yè)被動氣浮隔振模塊，可高效隔絕地面振動（如車間設(shè)備運(yùn)行、人員走動產(chǎn)生的低頻振動）與環(huán)境微擾。其隔振效率能將外界振動對加工平臺的影響控制在納米級以下，避免因微振動導(dǎo)致的激光焦點(diǎn)偏移、光纖對準(zhǔn)偏差，為長距離光纖光柵的納米級刻寫精度掃清“隱形干擾”，尤其適配對精度敏感的分布式傳感光柵加工。

2. 全自動卷纖裝置：精準(zhǔn)控制+全流程聯(lián)動，攻克公里級加工難題

超長卷纖能力：卷纖長度突破5km，覆蓋分布式光纖傳感（如油氣管道監(jiān)測、電力電纜傳感）常用的長距離光纖規(guī)格，無需分段加工，避免接頭處光柵性能損耗；

高效卷纖速度：卷纖速度達(dá)0.5m/s，在保證精度的前提下大幅提升長距離加工效率，5km光纖全程加工無需長時間等待，平衡“長距離”與“高效率”；

精微張力控制：張力控制精度＜0.5g，可根據(jù)光纖直徑（如50μm、125μm標(biāo)準(zhǔn)光纖）與材質(zhì)特性自動調(diào)節(jié)張力，既避免張力過大導(dǎo)致光纖拉伸、斷裂，也防止張力過小引發(fā)光纖松弛、對準(zhǔn)偏移，確保長距離傳輸中光纖始終處于穩(wěn)定狀態(tài)；

精準(zhǔn)計米與對準(zhǔn)：計米精度＜2‰，保證公里級光纖上光柵間距的均勻性（分布式傳感需精準(zhǔn)間距以確保定位精度）；自動對準(zhǔn)精度＜1μm，可實(shí)時修正光纖傳輸中的微小偏移，確保激光始終精準(zhǔn)作用于纖芯，避免因?qū)?zhǔn)偏差導(dǎo)致的光柵失效。

五、加工性能：努力成為行業(yè)的“品質(zhì)標(biāo)桿”

在加工參數(shù)上，玉之泉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)行業(yè)突破，為光纖器件性能賦能。

這些指標(biāo)契合光纖傳感、通信器件對“低損耗、高穩(wěn)定性、高精度”的嚴(yán)苛要求。

六、應(yīng)用場景：多領(lǐng)域的“創(chuàng)新引擎”

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)可廣泛賦能：

光通信領(lǐng)域：支撐低損耗波導(dǎo)、特種光纖元件的精密制造；

光傳感領(lǐng)域：制作溫度傳感器、應(yīng)變傳感器、壓力傳感器等，可用于油氣管道監(jiān)測、橋梁建筑健康監(jiān)測、航空航天設(shè)備狀態(tài)檢測等場景；

工業(yè)與科研領(lǐng)域：為特殊需求定制高性能光纖光柵，比如高功率激光傳輸用光柵、生物醫(yī)療檢測用微型光柵等。

圖二未來應(yīng)用場景

玉之泉公司推出的公里級光纖光柵加工系統(tǒng)應(yīng)市場需求而生，不僅兼容雙光子加工、能滿足多波長多功能光路設(shè)計，而且支持空間光調(diào)制器自定義使用與流程腳本精確控制，可廣泛應(yīng)用于單波長光柵批量加工、機(jī)器人領(lǐng)域的高精度預(yù)傳感光柵陣列加工，以及水聲探測領(lǐng)域的弱光柵陣列長距離加工。

此外，該系統(tǒng)的工件臺也可根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制化設(shè)計，以適配增材、減材、材料改性等多元加工場景。從科研機(jī)構(gòu)的前沿探索，到制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化落地，它都是突破技術(shù)瓶頸的核心利器。

玉之泉飛秒光纖光柵加工系統(tǒng)，以“飛秒級脈沖控制、納米級加工精度、多場景靈活適配”的硬核實(shí)力，重新定義光纖精密加工標(biāo)準(zhǔn)。選擇它，就是選擇光纖技術(shù)創(chuàng)新的“加速度”，在光電子領(lǐng)域的創(chuàng)新征程上，它將是您的同行者。