|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Разработка принципов контролируемой по сигналу обратной связи процесса прецизионной аддитивной микромодификации материалов, наводимой с использованием излучения фемтосекудного лазераНИР
- Руководитель НИР: Потёмкин Ф.В.
- Ответственный исполнитель: Мареев Е.И.
- Участники НИР: Ахтямов А.Н., Безсуднова Ю.И., Бравый Б.Г., Жвания И.А., Иванов А.А., Макаров И.А., Мигаль Е.А., Мигаль Е.В., Платоненко В.Т., Подшивалов А.А., Пушкин А.В., Старостин В.М.
- Подразделение: Международный учебно-научный лазерный центр
- Срок исполнения: 25 ноября 2014 г. - 31 декабря 2016 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-29-07235 офи_м
- Номер ЦИТИС: 114112440015
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Фундаментальные проблемы лазерной физики и нелинейной оптики
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.33.25 Нелинейные оптические свойства сред
- 29.33.43 Распространение лазерного излучения
- 29.33.47 Воздействие лазерного излучения на вещество
- 29.33.49 Лазерная спектроскопия
-
Ключевые слова:
фемтосекундные импульсы, микрообработка, тандемное воздействие, обратная связь
-
Описание:
В рамках проекта будет разработан принципиально новый подход к аддитивному структурированию на микро- и наноуровне в объёме широкозонного диэлектрика, связанный с использованием как одиночных лазерных импульсов, так тандемного и управляемого во времени воздействия УФ и ИК лазерного воздействия в режиме, когда предшествующий УФ лазерный импульс, генерирует затравочные электроны в зоне проводимости, в то время как последующий ИК лазерный импульс эффективно запускает лавинную ионизацию и стимулирует, таким образом, ещё и понижение порога по модификации и осуществляет прецизионное управление её размерами.
-
Основные результаты:
1. Разработана оптимальная по эффективности схема нелинейно-оптического преобразования в третью и четвёртую гармоники хром-форстеритового лазера с длинами волн 413 и 310 нм соответственно с получением выходной энергии на уровне вплоть до 50-100мкДж. 2. Произведено измерение эффективности преобразования в третью и четвёртую гармоники хром-форстеритового лазера в созданной схеме. 3. Разработана и реализована оптическая схема дополнительного канала многопроходового усиления хром-форстеритового лазера 4. Создана схема синхронизации дополнительного лазера накачки с усиленным в предыдущем каскаде усиления импульсом инжекции 5. Произведены измерения пространственных характеристик лазерного пучка на выходе из хром-форстеритового лазера с дополнительным каналом многопроходового усиления 6. Разработана теоретическая модель для расчёта формирования модификации в объёме и на поверхности твердотельной среды, учитывающая роль свободных электронов в диэлектрике на развитие процесса генерации микромодификаций, при воздействии интенсивного остросфокусированного фемтосекундного лазерного импульса УФ или ИК диапазона.
- Добавил в систему: Потёмкин Фёдор Викторович
Соисполнители НИР
| Международный учебно-научный лазерный центр | Координатор |
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 25 октября 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Разработка принципов контролируемой по сигналу обратной связи процесса прецизионной аддитивной микромодификации материалов, наводимой с использованием излучения фемтосекудного лазера |
| Результаты этапа: 1. Будет разработана оптимальная по эффективности схема нелинейно-оптического преобразования в третью и четвёртую гармоники хром-форстеритового лазера с длинами волн 413 и 310 нм соответственно с получением выходной энергии на уровне вплоть до 50-100мкДж. 2. Будет произведено измерение эффективности преобразования в третью и четвёртую гармоники хром-форстеритового лазера в созданной схеме. 3. Будет разработана и реализована оптическая схема дополнительного канала многопроходового усиления хром-форстеритового лазера 4. Будет создана схема синхронизации дополнительного лазера накачки с усиленным в предыдущем каскаде усиления импульсом инжекции 5. Будут произведены измерения пространственных характеристик лазерного пучка на выходе из хром-форстеритового лазера с дополнительным каналом многопроходового усиления 6. Будет разработана теоретическая модель для расчёта формирования модификации в объёме и на поверхности твердотельной среды, учитывающая роль свободных электронов в диэлектрике на развитие процесса генерации микромодификаций, при воздействии интенсивного остросфокусированного фемтосекундного лазерного импульса УФ или ИК диапазона. | ||
| 2 | 27 апреля 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Разработка принципов контролируемой по сигналу обратной связи процесса прецизионной аддитивной микромодификации материалов, наводимой с использованием излучения фемтосекудного лазера |
| Результаты этапа: 1. Модернизирован выходного каскада лазерной системы на хром-форстерите с увеличением выходной энергии до 2-3 мДж, в котором блок стретчер-компрессор построен на основе новой структуры – брэгговской чирпированной решётке. 2. Впервые создан генератор пятой гармоники (248нм) лазера на хром форстерите с выходной энергией порядка 1мкДж. 3. Создан оптический параметрический усилитель в среднем ИК диапазоне (2-5 мкм) с энергией около10 мкДж для создания ИК канала, необходимого для тандемного воздействия на прозрачный материал. Будет создана схема тандемного УФ-ИК воздействия на поверхность и в объем диэлектрика с мониторингом остаточной микро модификации по пробному сигналу ГТГ и проведены предварительные эксперименты по тандемному воздействию УФ и ИК лазерных полей при фокусировке в объём плавленого кварца. 4. Исследован механизм нелинейного поглощения в широкозонных прозрачных диэлектриках в поле фемтосекундного УФ излучения. 5. Создана схема и проведены эксперименты по тандемному УФ-ИК воздействию на поверхность и в объем диэлектрика с мониторингом области формирования плазмы и остаточной микромодификации по пробному сигналу ГТГ. 6. Изучены зависимости параметров микроплазмы (плотность, геометрия), формирующейся под воздействием лазерного импульса в объёме прозрачной конденсированной среды, от начальных параметров лазерного импульса. Будет установлена связь между параметрами формируемой микроплазмы и параметрами создаваемой микромодификации. 7. Выполнено численное моделирование процесса распространения светового пакета при острой фокусировке в прозрачный диэлектрик в условиях одно импульсного и тандемного режимов воздействия. | ||
| 3 | 25 апреля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Разработка принципов контролируемой по сигналу обратной связи процесса прецизионной аддитивной микромодификации материалов, наводимой с использованием излучения фемтосекудного лазера |
| Результаты этапа: 1. Установлены связи между порогом возникновения микромодификации в объеме прозрачного широкозонного диэлектрика (на примере плавленого кварца) с использованием разработанных в рамках проекта оптических и нелинейно-оптических методик и уровнем удельного энерговклада при одноцветном и двухцветном (тандемном) воздействии на вещество остросфокусированными фемтосекундными низкоэнергетическими лазерными пучками. 2. Определена локализация и величина энерговклада в микрообъём широкозонного диэлектрика за счет перевода затравочного излучения из видимого в УФ диапазон (0.31 мкм) при тандемном двухцветном воздействии фемтосекундным лазерным излучением. 3. Исследована возможность тандемного воздействия затравочного (видимый или УФ) и греющего ИК фемтосекундных лазерных импульсов для структурирования поверхности и объёма твердотельной среды на микро- и наноуровне с использованием циркулярно-поляризованного ИК -лазерного излучения для повышения эффективности энерговвода в среду. 4. Расширена теоретическая модель для расчёта сверхкритической микроплазмы в объёме и на поверхности твердотельной среды при встречном и попутном взаимодействии двух низкоэнергетичных остросфокусированных фемтосекундных лазерных импульсов затравочного (видимый или УФ) и греющего ИК излучения. 5. Установлена роль длительности и состояния поляризации взаимодействующих импульсов в повышении энерговклада лазерного излучения в среду. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".