Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0066

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0066
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный комплекс "Фотрон-Авто"
Название доклада
Создание электрооптических градиентных тонкоплёночных структур для прецизионной оптики и аналитического приборостроения.
Докладчик
Вольпян Олег Дмитриевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка технологии получения многослойных электрооптических градиентных тонкопленочных структур (далее ЭГТС), предназначенных для создания оптических прецизионных приборов с перестраиваемыми (подстраиваемыми) характеристиками под действием внешнего электрического поля.
Превышение мирового уровня оптико-спектральных и лазерных устройств по основным функциональным характеристикам: широты рабочих областей спектра (λк-λн>10λн), широты интервалов рабочих углов (Δά>0,3), глубины модуляция характеристик (R1>99,9%; R2<0,1%); спектрального разрешения (узкополосного фильтра ∆λ0,5≤10Å при Тмакс>0,7 в области 0,5мкм <λраб<5мкм), снижения массы и габаритов оптических систем
Актуальность и новизна исследования
Выполнение проекта позволит разработать «умные электрооптические структуры (ЭГТС)», что обеспечит достижение следующих результатов в прецизионной оптике и аналитическом приборостроении:
- электрооптические градиентные тонкоплёночные структуры:
• гиперширокоспектральные (ВИД+ИК);
• широкоугольные;
- адаптивные конструкции оптических элементов:
• расширение функций, повышение надежности, быстродействие;
- оптико-аналитические приборы с электрооптическими градиентными тонкоплёночными элементами:
• увеличение энергетической эффективности;
• повышение чувствительности;
• снижение массогабаритных характеристик
Разработанные изделия имеют существенную новизну и не имеют отечественных и зарубежных аналогов со следующими элементами новизны:
- применение новых материалов (тонкоплёночные нанокомпозиты на основе смесей окиси титана, пятиокиси ниобия, оксида тантала, оксида цир-кония с оксидом кремния (содержание SiO2 от 0 до l отн. ед.) и определённых толщин (наноразмерных и сравнимых по величине с характерной рабочей длиной волны света), выбор последовательности слоёв (высокопреломляю-щих, среднепреломляющих, низкопреломляющих), зависимости распределе-ния показателя преломления по толщине слоёв, входящих в ЭГТС, обеспечи-вающих применение ЭГТС в АКА;
- применение оригинальных устройств микроприводов, устройств пода-
чи напряжения на электрооптические кристаллы и тонкие плёнки, входящие в ЭГТС;
- применение оригинальных устройств фазовой коррекции на основе ЭГТС


Описание исследования

Для изготовления ЭГТС разработан технологический процесс, основанный на методе вакуумного магнетронного осаждения материалов, который состоит из двух пространственно разделённых процессов: магнетронного распыления в вакууме образующих покрытие исходных веществ (мишеней) и регулируемого, с применением лазерного, ионного ассистирования и многопараметрического детерминирования процесса осаждения вещества на подложке системами подачи рабочих газов, регулирования параметрами многозонной плазмой, движения подложек  и т. д. Принципиально важным для получения градиентных и электрооптических композитных структур является разработанный метод инициации на подложке фотохимических и электрохимических процессов с помощью лазерного и ионного воздействия на неё и ассистирования хода этих процессов при реактивной конденсации наносимых веществ. Это воздействие также используется для пространственного структурирования и формирования рисунка плёнки.

Разработано отечественное оборудование для получения прецизионных оптических покрытий магнетронным методом. 

Разработаны устройства нанооптики и аналитического приборостроения, работа которых основана использовании ЭГТС. Это - фазокорректоры мобильных оптических приборов измерения малых расстояний и толщин на основе ЭГТС, спектральные элементы прибора имерения малых расстояний и толщин на основе ЭГТС. Работа устройств основана на методе лазерной интерферометрии-фазометрии, то есть на измерении пространственно-временных изменений разности фаз электромагнитной волны, прошедшей некоторое физический объект или отразившейся от него. Для выполнения фазовых измерений при взаимодействии волны с объектом использовались два луча: измерительный и опорный, и измерялись углы фазового сдвига (УФС) в интерференционном поле между ними, обусловленные, частотной, пространственной или поляризационной дисперсией излучения в фазовом объекте. сравнение измеряемого изменения длины оптического пути с высокостабильной мерой − длиной волны излучения частотно-стабилизированного лазера. Сравнение осуществляется при помощи двухлучевого лазерного гетеродинного интерферометра, в котором производится преобразование и модуляция оптического излучения, формирование опорного и измерительного каналов и последующее совмещение излучения на смесительном элементе. Преобразование частоты излучения стабилизированного одночастотного лазера осуществляется с использованием фазооптических модуляторов. Последующее выделение информационного сигнала осуществляется на разностной радиочастоте в фотоприёмном устройстве. Обработка полученной информации производится в специализированной электронно-фазометрической системе.

Таким образом, созданы высокоточные и высокочувствительные методы измерения малых расстояний и толщин на основе ЭГТС

Результаты исследования

Разработаны новые типы оптических структур – электрооптические градиентные тонкоплёночные структуры, которые обеспечивают перестройку рабочих характеристик оптических приборов in work, обеспечивая расширение их функциональных характеристик при снижении массогабаритных. Достигаются новые оптические характе-ристики, в том числе: гиперширокоспектральные (ВИД+ИК); широкоугольные; адаптивные. Разработанные устройства нанооптики и аналитического приборостроения, работа которых основана использовании ЭГТС (фазокорректоры и спектромодулирую-щие) обеспечивают: повышение надежности, быстродействие; увеличение энергетической эффективности; повышение чувствительности; снижение массогабаритных характеристик

Практическая значимость исследования
Созданы новые элементы прецизионной оптики и аналитического приборостроения. На основе их создаются новые адаптивные тонкоплёночные устройства и системы с перестраиваемой структурой, которые найдут широкое применение в космическом приборостроении, авионике, в лазерной технологии, медицинской техники, генной инженерии. Для лазерного гироскопа применение новых элементов имеет первостепенное значение.. В качестве исполнительных элементов для стабилизации по продольным час-тотам оптического резонатора гироскопа применяют перестраиваемые интер-ференционные зеркала, регулирующие и другие характеристики резонаторов гироскопа. Таким образом, существует значительная народнохозяйственная потребность в создании перестраиваемых in work оптических покрытий, адаптивных оптических систем на их основе, способных обеспечить прогресс в прецизионной оптике и аналитическом приборостроении.