編者按：成都重大突破研發光纖傳感器，耐800℃高溫創世界紀錄。 今年南方罕見的冰雪災害讓很多人第一次見識到了這樣的景象，高壓電線覆冰后有成人大腿般粗，冰層越裹越厚致使線路中斷。那么覆冰厚度達到多少時存在斷線或倒塌的風險呢？目前，日本等一些國家嘗試使用光纖傳感器來實時監測輸電線路覆冰，而成都的電子科技大學在這一領域已有重大突破，他們已研發出世界上第一個能在-100℃低溫和800℃高溫下工作的微納光纖琺珀傳感器。昨日，記者探訪了該校的寬帶光纖傳輸與通信網技術教育部重點實驗室，據悉，“忍受”1600℃高溫的更先進的光纖傳感器即將在這里誕生。 “忍受”800℃高溫 創世界紀錄 “能在800℃高溫下工作，我們研發的光纖傳感器創造了一個世界紀錄，”電子科技大學通信學院院長、實驗室主任、國家杰出青年基金獲得者饒云江教授告訴記者：“它可以在800℃的高溫下精確地測量物體的變形程度，而這個溫度國內外的科研機構都尚未達到。”在航空航天、能源工業等環境十分惡劣的極端條件下，發電機、發動機和很多機器的零件都會由于高溫產生變形的可能，如何精確測量從而及早地發現結構變形、有沒有裂紋產生，光纖傳感器可謂責任重大。“能‘忍受’1600℃高溫的光纖傳感器也即將在這里研發成功，到時除了核反應堆，工業和航天航空的絕大多數的高溫情況它都不怕。比如要測試煉鋼爐里鋼水的溫度，只要把這個‘測量計’直接插入鋼水里就可以了。” 饒教授稱，這項成果的另一個突破是，與傳統手工制作方法相比，利用激光微加工技術制作傳感器方法簡單、一次成型，大約幾秒就可以做出一個，將來的高質量批量制造生產具有很好的應用前景。該技術已被國際光電子學領域著名刊物報道，并申請了美國專利，美國一家公司已明確表示了做全球代理的意向。 據悉，饒教授領導的光纖技術研究中心在光纖傳感領域具有較大的國際影響，電子科技大學將于今年8月在成都發起召開第一屆亞太光纖傳感器國際會議。 30微米的“指環” 激光刻蝕 一根頭發絲細的石英材料做的透明光纖，肉眼幾乎看不出什么特別之處，實驗室的光纖技術研究室副主任冉曾令博士指著一端透明細絲說：“傳感器就嵌在這里，它叫‘微干涉儀’，是一個三維立體的器件，有圓環形、立方形或者更為復雜的結構。”記者看到這根“細絲”在顯微鏡下的圖片——一根長長的管子，一個指環狀物體鑲嵌其中。當冉博士表示圖片中這一小段其實是1毫米，“細絲”的直徑是125微米，而“指環”只有30微米，記者非常驚訝：“這么小的傳感器究竟是怎么做出來的？” 冉博士說：“這個過程有點類似于芯片制作，預先設計好結構，利用激光脈沖在材料上刻蝕出來。困難的地方在于尋找理想的傳感器材料，還要判斷哪種形式、哪種波長的激光最為合適。” “神經元” 感受傳遞光信號 光纖傳感器如何工作？冉博士做了一個形象的比喻，“就像人體的神經系統具有‘感’和‘傳’的功能，微干涉儀好比‘神經元’，鋪設的光纖就是一根根的‘神經’，控制中心就是‘大腦’。”當物體或周圍環境的溫度升高或降低，或者壓力變化使物體產生變形時，“神經元”將感受到這些信息，并把信息加載在一束光上，這束光就沿著“神經”跑向“大腦”，“大腦”再把這些強弱、頻率等不斷變化的光信號轉變為人們可以讀懂的信息。 監測電纜覆冰情況 更準確 冬天，戰斗在雪災第一線的電力巡線工人，在崇山峻嶺之中巡查電纜的覆冰情況，有時要走上三五個小時才能發現輸電線路的故障點。如果在電纜里埋入光纖傳感器，當覆冰嚴重時，傳感器感受到異常的應力或溫度變化，就可以判斷出哪段電纜有可能發生損壞，從而及時地告知控制中心具體位置，這顯然要比巡線員的人工觀察要方便快速準確得多。