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：

1) 可以在比较短的栅区长度内实现高反射率

2) 加工的FBG可以耐高温

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：

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。

在加工过程中，控制曝光时间可以非常精确，在0.001ms的量级，因此可以准确维持曝光时间一致。在此基础上，控制激光功率稳定性是保证折射率差稳定的重要条件。对此，Innofocus使用了具有实时脉冲功率监测系统的高稳定性飞秒激光器，可以在长时间连续运行时（>100小时）保证激光脉冲功率的稳定性，其单脉冲功率抖动可以控制在<1%的区间。从而实现持续稳定的加工，保证了每个格点的折射率的一致性。为实现高性能FBG加工打下坚实基础。 

其对比示意图1所示，如果没有控制激光功率保持一致，那么在FBG的加工过程中，在光纤内折射率的分布就会如同图中A的情况一样不均匀，造成整体光纤光栅的质量较低。而Innofocus的高稳定性激光可以长时间持续输出稳定的功率数值，保证折射率的均匀分布。

▲ 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。

在稳定控制激光功率的基础上。精确调控激光功率来调整加工的格点大小，及折射率差Δn在优化FBG加工参数及加工不同类型的FBG时极为重要。针对这个需求Innofocus独立研发出PowerFlex功率灵敏控制模块。PowerFlex是一款全自动化的激光功率控制技术，可以实现以1µW为步长的高精准度，精确地控制激光的功率数值。

▲图2：不同激光加工功率加工的FBG格点的示意图。

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，从而达到高质量光纤光栅的量产。

Innofocus将在11月11-13日的武汉中国光谷光博会上发布最新的超快激光纳米加工FBG专用设备。