Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка лазерных сред на основе наноструктурированных жидкокристаллических и полимерных материалов.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.2025
Продолжительность работ
2005 - 2006, 14 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Внебюджетные средства
0 млн

создание активных лазерных элементов из наноструктурированных низко- и высокомолекулярных однослойных жидкокристаллических и полимерных структур (полученных на основе жидкокристаллических смесей, легированных красителями), для которых спектры поглощения, возбуждения и люминесценции определенным образом согласованы со спектральным положением фотонной запрещенной зоны.

Соисполнители

Этапы проекта

1
22.08.2005 - 09.12.2005
Целью данной работы является создание активных лазерных элементов из нанострукту-рированных низко- и высокомолекулярных однослойных жидкокристаллических и полимерных структур (полученных на основе жидкокристаллических смесей, легированных красителями), для которых спектры поглощения, возбуждения и люминесценции определенным образом со-гласованы со спектральным положением фотонной запрещенной зоны.
В отчетном году выполнены следующие основные работы:
- изучена научно-техническая литература;
- осуществлен предварительный патентный поиск и сделана оценка разрабатываемых новых лазерных элементов в сравнении с известными как по техническим показателям, так и по использованию в образцах новых технологий;
- выполнены разработка и изготовление источника монохроматического излучения для оптической накачки лазерных сред;
- созданы спектрально-прозрачные (в диапазоне 330 - 900 нм) киральные жидкокристал-лические материалы, пригодные для легирования лазерными красителями; на их основе разра-ботаны генерирующие лазерные среды, легированные красителями Хромен-3 и Оксазин-17; проведено исследование их спектральных свойств и фазовых состояний; изучены спектральные характеристики жидкокристаллических пленок и определены условия для согласования поло-жения фотонной зоны со спектральными полосами люминесценции красителей;
- проведен синтез нематогенных, киральных и фоточувствительных мономеров, а также синтез двойных и тройных холестерических сополимеров; сделана оптимизация составов со-гласно требованиям к спектральному положению полосы селективного отражения света;
- проведены предварительные работы по численному моделированию и эксперименталь-ному возбуждению лазерной генерации в жидкокристаллических ячейках на основе созданных материалов.
По теме работы подготовлено две статьи, одна из которых опубликована, а вторая принята к публикации.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
- созданы лабораторные образцы лазерных элементов (ячеек) на основе низкомолекулярных жидких кристаллов, а также на основе пленок холестерических полимерных композитов с фотоуправляемыми свойствами;
- изучены энергетические пороги возбуждения лазерной генерации для различных типов ЖК с геликоидальным распределением поля директора вдоль нормали пленок жидких кристаллов;
- изучены спектральные особенности и модовый состав лазерного излучения, генерируемого жидкокристаллическими элементами;
- осуществлен химический синтез полимерных материалов и оптимизация ЖК композиций и полимеров с учетом экспериментальных результатов по возбуждению лазерной генерации;
- проведены патентные исследования по лазерной генерации в ЖК;
- изготовлены жидкокристаллические материалы для лазерной генерации на основе синтезированных сополимеров, холестерических циклосилоксанов с фоточувствительными и флуоресцентными допантами. Изучено их фазовое поведение, оптические, фотохимические и фотофизические свойства (селективное
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
Основная цель НИР - создание активных лазерных элементов из наноструктурированных низко- и высокомолекулярных однослойных жидкокристаллических и полимерных структур (полученных на основе жидкокристаллических смесей, легированных красителями), для которых спектры поглощения, возбуждения и люминесценции определенным образом согласованы со спектральным положением фотонной запрещенной зоны
К конкретным задачам данного этапа работы относится:
- Исследование пространственно-временных и спектральных характеристик лазерного излучения в киральных жидкокристаллических материалах.
- Создание полимеризующихся методом УФ облучения жидкокристаллических материалов для лазерной генерации. Изучение люминесцентных свойств в жидкокристаллических материалах с фотоуправляемым шагом спирали.
- Поиск лазерной генерации на полимерных холестерических структурах. Исследование процессов фотоориентации и их влияния на люминесцентные и лазерные свойства жидкокристаллических материалов.
- Поиск лазерной генерации в некиральных жидкокристаллических структурах, в которых пространственная периодичность обусловлена фотоиндуцированными решетками, задающими поверхностное распределение поля директора жидкого кристалла.
- Изучение возможностей перестройки частоты лазерного излучения с помощью внешнего электрического напряжения, прикладываемого к слою ЖК.
Результаты работы:
В соответствии с календарным планом исследованы пространственно-временные характеристики лазерного излучения в киральных жидкокристаллических материалах. Созданы полимеризующиеся под действием УФ облучения жидкокристаллические материалы для лазерной генерации, изучены люминесцентные свойства жидкокристаллических материалов с фотоуправляемым шагом спирали. Получена лазерная генерация на полимерных киральных структурах. Исследованы процессы фотоориентации и их влияние на люминесцентные и лазерные свойства жидкокристаллических материалов. Получена лазерная генерация в некиральных жидкокристаллических структурах, в которых пространственная периодичность обусловлена фотоиндуцированными решетками. Показана возможность перестройки частоты лазерного излучения с помощью внешнего электрического напряжения, прикладываемого к слою ЖК. Предложен метод и конструкция жидкокристаллического лазерного элемента, которые позволяют с помощью электрического поля управлять как интенсивностью, так и длиной волны генерируемого излучения.
Результаты НИР предполагается использовать для дальнейшей разработки данного направления институтами Российской академии наук, а также для выполнения НИОКР и ОКР совместно с предприятиями электронной промышленности (АО «Ангстрем», г. Зеленоград; ФГУП «Волга», Саратов; КБ «Приборостроения», г. Тула; Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма", г. Рязань; НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ», г. Москва), имеющими технологическую базу для производства устройств на основе жидких кристаллов.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Продолжительность работ
2011 - 2012, 19 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИНХС РАН
профинансировано
Тема
Разработка лазерных сред на основе наноструктурированных жидкокристаллических и полимерных материалов
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка жидкокристаллических наноструктурированных материалов для оптоэлектронных устройств с субмиллисекундными временами переключения.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 15 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
2
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной конференции «Люминесценция и лазерная физика»».
Продолжительность работ
2012, 2 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка нанодисперсных высокостойких оптических сред и изделий из них с поглощением от УФ- до ИК- области спектра.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Наноструктурированные функциональные полимерные системы.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2