Регистрация / Вход
Прислать материал

Фемтосекундная запись наноструктур в оптических световодах с помощью волоконных лазеров

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.5063
Организация
ИАиЭ СО РАН
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
2,8 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
20.07.2009 - 30.09.2009
На 1 этапе были выполнены все запланированные работы и получены следующие результаты:
1. Разработаны теоретические модели и экспериментальные методы записи наноструктур в оптических волокнах лазерным излучением фемтосекундной длительности, в том числе
- проведен анализ известных работ в данной области;
- определены принципиальные (физические) ограничения на параметры лазерных импульсов и технические (приборные) ограничения на параметры фокусирующей системы;
- сформулирован сценарий лазерной записи с разделением временных масштабов для различных физических процессов;
- получены основные уравнения, описывающие физические процессы, и сделаны необходимые упрощения, позволяющие их решить;
- найдены теоретические решения для порога записи и проведено их сравнение с экспериментальными значениями;
- показано, что для решения поставленных задач необходимо получить следующие параметры волоконного лазера: энергия >30 нДж при длительности импульса <100 фс и частоте следования >1 МГц, что является достаточно реалистичным.
2. Исследовано влияние различных нелинейных эффектов на параметры записи наноструктур, а именно:
- описана пространственно-временная динамика распространения импульса в материале оптического волокна – кварцевом стекле;
- учтен и описан эффект самофокусировки излучения;
- получено распределение плазмы в фокусе пучка для суб- и сверхкритической мощности (относительно самофокусировки);
- найдено соотношение между размером лазерного пятна и размером области модифицированного материала.
3. Приглашенный исследователь В.К.Мезенцев проработал в ИАиЭ более 1 месяца, в это время были выполнены вышеуказанные работы и проведен семинар лаборатории волоконной оптики, на котором были представлены и обсуждены современные методы и механизмы фемтосекундной записи и определены требуемые для достижения поставленных целей параметры волоконных лазеров.
Развернуть
2
01.10.2009 - 15.12.2009
На 2 этапе были выполнены все запланированные работы и получены следующие результаты:

1. Проведено численное моделирование и экспериментальное исследование режима генерации фс импульсов в режиме положительной дисперсии в оптическом волокне, в том числе:
- в вариантах синхронизации мод с помощью насыщающегося поглотителя и нелинейной эволюции поляризации
- предложена экспериментальная реализация режима нелинейной эволюции поляризации на основе иттербиевого волоконного лазера.

2. Создан экспериментальный образец фс волоконного лазера с требуемыми для технологии записи наноструктур параметрами, а именно:
- выполнен анализ основных параметров фс лазера и основных физических процессов при записи, характерных для данных параметров.
- проведен расчет и оптимизация параметров лазера в соответствии с требованиями технологии записи наноструктур,
- проведено экспериментальное определение порога записи фс лазером для различных материалов.

3. Проведен круглый стол для обсуждения технологической платформы фемтосекундной записи, на котором были представлены и обсуждены подробные оптические фемтосекундной записи и определены необходимые для реализации проекта дополнительные оптические узлы, котрые были по результатам обсуждения выбраны и заказаны поставщикам.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.04.2010
На 3 этапе работы получены следующие результаты:
Разработана схемы установки фемтосекундной записи. оптимизирована фокусировка и распространение фемтосекундных импульсов в кварцевой пластине. Проведена запись структур периодом 250 нм в кварцевой пластине фс-лазером. Разработана экспериментальная схема волоконного фемтосекундного лазера. Измерены параметры установки и элементов схемы, построена модель фс волоконного лазера. Проведены патентные исследования по теме.
Развернуть
4
01.05.2010 - 01.09.2010
4.1. Изготовление экспериментальных
образцов наноструктур.
4.2. Испытания экспериментальных образцов наноструктур в качестве элементов устройств фотоники: волоконно-оптических лазерных и
сенсорных систем.
4.3. Разработка программы внедрения НИР в образовательный процесс.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.5 Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей
Продолжительность работ
2010 - 2011, 20 мес.
Бюджетные средства
2,7 млн
Организация
ИАиЭ СО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
4,1 млн
Организация
ОИВТ РАН
профинансировано
Тема
Разработка распределенной измерительной системы на основе радиационно-устойчивых и радиационно-чувствительных волоконных световодов для диагностики состояния и контроля режимов эксплуатации энергетического оборудования.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
1
Тема
Наноструктуры для полупроводниковых лазеров и генерации ультракоротких импульсов света.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование полупроводниковых наноструктур для генераторов микроволнового излучения и поляритонных лазеров.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание методов и средств обеспечения единства измерений оптических характеристик наноструктурных фотонно-кристаллических световодов для перспективных высокоскоростных информационно-телекоммуникационных систем.
Продолжительность работ
2011, 7 мес.
Бюджетные средства
11 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов невозмущающей диагностики поверхностных наноструктур с помощью рассеяния электромагнитных полей.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1