Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения крупногабаритных кристаллов парателлурита для акустооптических дисперсионных линий задержки в сверхмощных фемтосекундных лазерных системах

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
парателлурит, монокристаллы, акустооптика, дефекты структуры, дислокации, фемтосекундный лазер, рассеяние, поглощение, пропускание, акустооптическая дисперсия линия задержки.

Цель проекта:
1. Проблема, на решение которой направлен реализуемый проект, состоит в назревшей необходимости повышения качества, мощности и спектральной чистоты импульсов генерируемых фемтосекундными лазерными системами. Наиболее современным и эффективным способом решением данной проблемы является обработка лазерных импульсов ультразвуком в АОДЛ, для чего необходимы сверхдлинные СЗП из монокристаллов парателлурита с уникальным оптическим качеством и однородностью. 2. Целью реализуемого проекта является создание технологии выращивания крупногабаритных монокристаллов парателлурита и изготовление на их основе СЗП для АОДЛ, предназначенных для сжатия и корреляции сверхмощных (до 10-100 ТВт) импульсов фемтосекундных лазеров на титан-сапфире.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Основными результатами проекта являются: создание экспериментальной технологии выращивания монокристаллов парателлурита с рекордно большими размерами (до 100 мм в высоту и до 95 мм в диаметре); разработка новой технологии сверхглубокой химико-механической полировки граней светозвукопроводов; первая в мировой практике точное решение задачи об изохромах одноосных кристаллов, необходимое для усовершенствования существующей метрологии оптического качества кристаллов; разработка и осуществление уникальной технологии присоединения пьезопреобразователя к СЗП путем интердиффузии атомов в химически активных слоях индия-золота; создание и апробация метода согласования электрических цепей, основанного на математическом формализме диаграмм Смита.
2. Выведено и опубликовано первое в мире точное уравнение изохром одноосных кристаллов в коноскопических картинах; впервые в мировой практике выращены способом Чохральского монокристаллы парателлурита диаметром до 95 мм и высотой до 100 мм, обладающие уникально высоким структурным и оптическим качеством - с плотностью дислокаций порядка двух тысяч на одном квадратном сантиметре; показателем экстинкции света не более четырех десятитысячных обратного сантиметра; впервые получен класс чистоты полировки граней парателлурита P IV; разработана уникальная схемотехника электронной системы управления АОДЛ; разработана технология, позволившая получить уникальные параметры контакта ниобат лития - парателлурит, обеспечивающие долговечность, надежность и минимальные потери мощности ультразвука.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечный продукт представляет собой сверхкрупногабаритные кристаллы парателлурита уникального оптического качества, а также изготовленные на их основе АОДЛ, предназначенные для сжатия и корреляции импульсов сверхмощных фемтосекундных лазерных систем.
2. Существенно новыми являются научные решения, связанные с организацией гидродинамики расплава диоксида теллура при получении кристаллов парателлурита с рекордно большими размерами. Абсолютно новыми являются точная теория и экспериментальная методика коноскопических исследований одноосных кристаллов, а также методика химико-механической полировки граней СЗП.
3. Параметры наилучшей аналогичной разработки за рубежом - АОДЛ "Dazzler" (Франция), существенно уступают разработке согласно ПНИ по важнейшим параметрам - длине СЗП из парателлурита, времени задержки импульса, эффективности дифракции и спектральному разрешению.
4. Пути и способы достижения заявленных результатов проработаны в ТЗ и календарном плане, исключают риски и обеспечивают выполнение.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Планируемые результаты предполагается внедрить в производство инновационных акустооптических устройств, предназначенных для создания сверхмощных импульсов в фемтосекундных лазерных системах, способных обеспечивать плотности потоков энергии и температур, соответствующих условиям осуществления термоядерного синтеза.
2. Крупногабаритные монокристаллы парателлурита должны явиться основой для новых направлений акустооптики, а именно, для высокоразрешающих электронно-перестраиваемых фильтров излучений и изображений, для процессоров, предназначенных для анализа и дешифровки слабых радиосигналов на фоне помех, а также АОДЛ (акустооптических дисперсионных линий задержки).
3. Планируемые результаты должны дать толчок для резкого расширения сфер применения излучения сверхмощных лазеров в науке, технике, медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, телекоммуникационных систем, систем экологического мониторинга, рекламного бизнеса и обороны страны.
4. Планируемые результаты уже в настоящее время оказывают влияние на развитие исследований, проводящихся в рамках сотрудничества отечественных и зарубежных организаций в области материаловедения высоких температур, термоядерных реакций, лазерных технологий в соответствующих центрах РФ.

Текущие результаты проекта:
Разработан лабораторного технологического регламента на выращивание крупногабаритных кристаллов парателлурита для акустооптических дисперсионных линий задержки для сверхмощных фемтосекундных лазерных систем. Экспериментально исследованы тепловые поля и гидродинамика расплава диоксида теллура при выращивании крупногабаритных (диаметром более 85 мм) кристаллов. Проведены сравнительные экспериментальные исследования структурных и оптических характеристик крупногабаритных кристаллов парателлурита, полученных при различных условиях роста (скоростей вытягивания, вращения кристалла и тигля). Разработана методики химико-механической обработки, обеспечивающая максимальные классы чистоты полировки оптических поверхностей светозвукопроводов из кристаллов парателлурита. Разработана Лабораторный технологический регламент для изготовления экспериментальных образцов светозвукопроводов АОДЛ. Разработана схемотехника системы управления
акустооптической дисперсионной линии задержки. Изготовлены экспериментальные образцы светозвукопроводов из крупногабаритных монокристаллов парателлурита с присоединенными пьезопре образователями.