玉之泉飞秒光纤光栅：打响行业颠覆之战

飞秒光纤光栅是一种利用飞秒激光技术制造的光纤光栅，利用飞秒激光的超短脉冲和高能量特性，与光纤材料相互作用，使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制，从而形成光栅结构。相比传统紫外激光工艺，它能突破材料限制，在普通光纤甚至蓝宝石等特殊材料中精准刻写光栅，并实现更低损耗、更耐高温和更高稳定性。

当前飞秒光纤光栅的应用在国际竞争格局中呈现极不均衡的特征：欧美企业依托先发优势几乎垄断飞秒光纤光栅的产品销售市场。尤其在国防军工、尖端科研等领域，长时间由国外厂商进行飞秒光纤光栅的产品供货，中国科研和产业群体用户在此方面研究主要集中在研究飞秒光纤光栅的工艺和应用创新，对于核心生产装备的研发略显薄弱，基本上还是依赖进口设备。而且国内用户能买到的也只是科研级的半成品设备，工业级批量生产飞秒光纤光栅的设备采购一直存在障碍，人家根本不卖。

在这样的局势下，杭州玉之泉精密仪器始终勇担历史重任、励志创新，公司在确定方向后，聚集一批卓越的科学家和工程师，经过多年潜心研发，终于将设备性能提升到了真正达到工业级飞秒光纤光栅的水平，实现了高自动化高集成化的飞秒光纤光栅刻写以及微纳结构的双光子光刻集成加工，以此彻底颠覆整个行业的格局。

公司的FSD-2000 多功能飞秒激光光纤光栅加工系统，为工业生产和科研创新等多种场景都带来了高效、精准的解决方案。

FSD-2000 是一款功能强大的工业设备，特别在飞秒激光刻栅方面表现卓越，可实现公里级光纤光栅刻写，在长距离飞秒光纤光栅的工业需求方面能够体现卓越的功能优势。同时设备还具备测量和表征功能，用户能通过这一台设备完成复杂微纳结构的加工与评估，大大加快了工艺迭代速度，帮助用户获得最优加工结果。

这款设备配置了双飞秒光源，它能满足增材、改性、减材等多种飞秒激光加工需求，设备配备双光源，主光源是高功率、激光输出模式可调的双波长飞秒激光器，副光源为高稳定性的高重频飞秒激光器。基于这两个光源，精心设计了 4 组加工光路，分别用于 515nm 波长的增材、改性、可调制改性加工，以及 1030nm 波长的减材加工。此外，还有三组辅助光路，它们配合加工光路，实现了反射 / 透射照明、加工过程实时监控、大面积加工光学自动跟焦、纤芯自动识别、折射率三维表征等丰富功能，确保加工过程的精准与高效。

设备配备了多组高精度位移、旋转运动台，能实现三维平移、二维俯仰和一维旋转，最多六个维度的样品精密位移运动控制。其工件台设计了三个加工工位，分别对应大面积基板加工、光纤光栅加工和光纤端面加工三种模式，几乎涵盖了飞秒微纳加工的所有应用场景，无论是科研机构进行前沿研究，还是企业进行大规模生产，都能满足需求。

设备对飞秒激光刻写光纤光栅功能进行了升级优化。除常规的打点、扫线光栅加工外，还开发了调制加工和三维矢量加工功能，可实现切趾光栅加工、长周期光纤光栅加工、三维光纤加工等多种需求。对于研发分布式光纤传感的用户，设备专门设计了公里级加工长度的全自动卷纤装置，该装置具备光纤拉力实时监测和精确计长能力，能与工件台联动，在公里级光纤长度上完成纤芯的自动对准、调平、航向矫正以及多种光栅的自动加工，为光纤传感领域的研究和生产提供了强有力的支持。

图2：加工案例。(a)光栅切趾 (b)扫线光纤光栅 (c)打点光纤光栅

设备的用户交互能力十分出色，支持多种方式实现用户的加工构想。用户既可以在界面上直接创建加工任务、输入参数完成简单加工，也能导入事先设计好的三维图形生成加工任务。对于复杂加工需求，还能使用公司自主开发的脚本语言编写加工脚本，实现加工过程的全流程精细化控制。而且，软件系统可对加工脚本进行模拟运行，用户能通过快放、倒放、暂停等操作分析模拟过程，优化加工设计，获取更好的加工效果。

随着5G通信、工业互联网、智能传感的爆发，飞秒光纤光栅的需求也逐渐递增，飞秒光纤光栅正从实验室和特定场景的小量应用真正走向精密传感领域的万亿市场，其独有的综合特性将拓宽国防军工、能源化工、量子通信、民生工程等多个领域的技术实现边界。站在时代发展和行业革新的交叉点，玉之泉非常荣幸能够在核心装备自主可控的领域发挥我们的力量，打响行业颠覆第一枪，也坚决要打赢这场行业颠覆战，希望广大科研学者和产业企业多多支持公司的纯自研装备，一起让飞秒光纤光栅传感应用更加普及，造福更多行业。