1 / 16

Самара 2011

Самара 2011. Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ). Совместный проект СГАУ с ALTAIR Center, LLC ( США ) “ Синтез элементов дифракционной микрооптики и фотонных кристаллов ИК-диапазона для технологических и телекоммуникационных приложений ”.

aislin
Download Presentation

Самара 2011

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Самара 2011 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) Совместный проект СГАУ сALTAIR Center, LLC (США) “Синтез элементов дифракционной микрооптики и фотонных кристаллов ИК-диапазона для технологических и телекоммуникационных приложений” В.С. Павельев, директор НОЦ НТ СГАУ С.Г. Кривошлыков, президент ALTAIR Center, LLC (США)

  2. Целью проекта является разработка методов расчета и технологий изготовления фокусирующих элементов дифракционной оптики, а также двух и трехмерных фотоннокристаллических решеток инфракрасного диапазона (1,06 – 10,6 мкм) для технологических и телекоммуникационных приложений. Задачи проекта: -разработка и исследование методов расчета топологии двух и трехмерных дифракционных структур, управляющих излучением ИК диапазона, с учетом погрешностей используемой технологии; -разработка и исследование технологий микроструктурирования оптических материалов ИК диапазона (алмазные пленки, кремний, селенид цинка, галогениды серебра) на основе методов плазмохимического травления, голографической литографии и УФ-абляции; -разработка и создание новых классов оптических устройств ИК-диапазона. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА 2

  3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЯВИТЕЛЯНОЦ НТ СГАУ В Самарском государственном аэрокосмическом университете (СГАУ) с 1980-х годов проводятся исследования по направлению «Компьютерная оптика». За это время разработаны математические методы, программное обеспечение и технологии для расчета, формирования и исследования дифракционного микрорельефа в задачах управления лазерным излучением. В рамках выполнения ФЦП «Развитиеинфраструктуры наноиндустриивРоссийской Федерации на 2008 - 2010 годы» создан НОЦ «Нанотехнологии»СГАУ. Сверхвысоковакуумный нанотехнологический комплекс НАНОФАБ-100 в СГАУ 3

  4. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЯВИТЕЛЯ ALTAIR Center, LLC • 14 Years of R&D • >$8M of R&D funds • Over 40 SBIR/STTR Projects • including 9 Phase II projects • Funding Agencies: • BMDO/MDA, Air Force, Army, • NAVY, NASA, DoE, NSF • 2 Projects for LANL • 2 Projects for major Japanese Company 4

  5. Company Mission Development and Commercialization of Nano-Technologies, Nano-Materials and Nano-Devices R&D/Consulting Service Technology Incubator Strategy: • Innovative Idea on Enabling Technology • Feasibility Study • Conceptual Design of new Device • Development of Prototype • Commercialization 5

  6. ALTAIR Center Expertise • Semiconductor Nano-Photonics, • Photonic Crystal Lasers • Nonlinear QD Nano-Materials, All-Optical Devices • IR Diffractive Optics and Detectors • Nanocrystal Solar Cells and LEDs • Carbon Nanotube Actuators • Chemical sensors 6

  7. ALTAIR Center Facilities • 3,500 sq. ft. of Own Lab and Office Space in Shrewsbury, MA • Laser Lab • Optoelectronics Lab • Spectroscopy Lab • Materials Lab • Chemical Facility R&D and Prototyping Facilities 7

  8. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДИФРАКЦИОННОЙ ОПТИКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Применение дифракционной оптики ИК диапазона позволяет эффективно решать следующие задачи лазерных технологий: резка, маркировка, сверление, гибка и т.д. Иллюстрация фокусировки гауссова пучка в область в виде буквы с помощью дифракционного микрорельефа Methods for Computer Design of Diffractive Optical Elements, Ed. Soifer, V.A. (New York: John Wiley & Sons, Inc.), 2002 8

  9. Ежегодный объем продаж лазерных систем на рынке ЕС превышает 6,1 млрд. евро (в основном это CO2 –лазеры и NdYAG ИК-лазеры ). Российский потенциал оценивается примерно в 10% мирового рынка. Объем экспорта российских станков для лазерной резки, сварки и маркирования составляет 70 млн. долларов США. АНАЛИЗ РЫНКА ДИФРАКЦИОННОЙ ОПТИКИ ИК-ДИАПАЗОНА Распределение мирового рынка недиодных лазеров по видам применений 9

  10. ЗАДЕЛ ПО ПРОЕКТУ: МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОРЕЛЬЕФА С ПОМОЩЬЮ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ (СГАУ) Субволновая дифракционная решетка на поверхности алмазной пленки, сформированная с помощью плазмохимического травления Formation of diffractive microrelief on diamond film surface / Pavelyev V.S., Borodin S.A., Kazanskiy N.L., Kostyuk G.F., Volkov A.V. //Optics & Laser Technology, Elsevier 2007, vol.39, № 6, pp.1234-1238 10

  11. ЗАДЕЛ ПО ПРОЕКТУ: МЕТОДЫ СИНТЕЗА МИКРОРЕЛЬЕФА НА АЛМАЗНЫХ ПЛЕНКАХ С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ (СГАУ СОВМЕСТНО С ИОФ РАН) а б Алмазная линза Френеля до (а) и после отжига графита (б) V. S. Pavelyev, V. A. Soifer, V. I. Konov et al. in: High-Power and Femtosecond Lasers, Editor: Paul-Henri Barret and Michael Palmer, 2009, Nova Science Publishers, Inc. 11

  12. ЗАДЕЛ ПО ПРОЕКТУ: ФОКУСАТОРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ CO2-ЛАЗЕРА НА АЛМАЗНЫХ ПЛЕНКАХ (СГАУ СОВМЕСТНО С ИОФ РАН) а) b) (а) рассчитанный микрорельеф; (b)измеренный микрорельеф; (c) распределение интенсивности излучения СО2лазерав плоскости фокусировки: экспериментальное(сверху) расчетное (снизу). z=90 мм 100 мм 110 мм c) 12

  13. Разработка методов синтеза двух и трехмерных фотонных кристаллов позволит формировать перспективную элементную базу лазерных технологий и построения оптических информационных систем ИК-диапазона (делители пучка, спектральные мультиплексоры, волноводы, резонаторы, сенсоры и т.д.). ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ИК-ДИАПАЗОНА Фотонно-кристаллический делитель пучка 13

  14. ЗАДЕЛ ПО ПРОЕКТУ: СИНТЕЗ ТРЕХМЕРНЫХ МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ИК-ДИАПАЗОНА (СГАУ) Спектры отражения фотонного кристалла (ФЗЗ на l=2.8 мкм). P. N. Dyachenko, S. V. Karpeev, E. V. Fesik, Yu. V. Miklyaev, V. S. Pavelyev, G. D. MalchikovOptics Communications, V. 284, Issue 3, p. 885-888 (2011). 14

  15. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОЕКТА: СОЗДАНИЕ АКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ НАНОФОТОНИКИ ИК-ДИАПАЗОНА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ Задача: Разработка нового класса нелинейных фотоннокристаллических устройств для обработки информации с малыми энергетическими затратами Первые результаты исследования нелинейного отклика фотонных кристаллов с квантовыми точками (ALTAIR Center, LLC, США) J. of Photochemistry and Photobiology A: 183 (2006) 329-333 15

  16. Выполнение проекта позволит -начать выпуск элементов дифракционной микрооптики для управления излучением технологических лазеров ИК диапазона (делителей пучка, линз Френеля, фокусаторов в продольный отрезок, фокусаторов в различные фокальные области); - начать выпускфотоннокристаллических волноводных устройств ИК-диапазона; -создать новый класс нелинейных фотоннокристаллических устройств для обработки информации с малыми энергетическими затратами для российского и мирового рынков. Резюме проекта 16

More Related