2.6 Технологии создания образцов поляризованных пленок полимерных нанокомпозитов с электрооптическими коэффициентами не менее 50 пм/В.
В последнее десятилетие все большее внимание исследователей привлекают полимерные материалы для электроники и оптоэлектроники с включением в них специфических функциональных групп, упорядоченных на наноразмерном уровне. Эти системы оказываются в ряде случаев более эффективными и технологичными, чем широко известные неорганические кристаллы. Актуальность и практическая значимость проблемы разработки новых нелинейно оптически активных полимерных материалов определяется тем, что с их помощью могут быть решены ключевые задачи создания оптоэлектронных устройств, работающих на фотохимических и фотофизических эффектах взаимодействия света с веществом, в частности – приборов для управления параметрами лазерной генерации при создании источников когерентного излучения, голографической записи и хранения информации, волноводов и т.д.
Нелинейные методы конверсии частоты излучения из оптического диапазона в терагерцовый (ТГц) обладают низкой эффективностью вследствие значительной взаимной удаленности этих спектральных диапазонов и существенного вклада материальной дисперсии нелинейных элементов. Одним из направлений решения этой проблемы является поиск и разработка новых материалов обладающих высокой эффективной нелинейностью и низкой дисперсией показателя преломления. Значительный интерес вызывают полимерные материалы, допированные металлоорганическими комплексами, обладающими высокой оптической нелинейностью (>100 пм/В). Полимеры обладают низкой дисперсией показателя преломления в терагерцовом диапазоне, вследствие отсутствия фононных резонансов. Однако, вследствие законов симметрии проявление электрооптической и квадратичной нелинейности в полимерах возможно лишь при нарушении пространственной изотропии их свойств, например с помощью внешнего электрического поля при температуре выше температуры стеклования полимеров.
|
Рисунок 2.6.1. Схема экспериментальной установки: 1 –лазер,
2 – линза, 3 и 5 – призмы из кальцита, 4 – пластина /4,
6 –призма Волластона, 7 - фотодиоды, 8 – синхронный детектор.
|
Исследования электрооптических свойств органических нанокомпозитных материалов с низкой (< 200C) температурой стеклования были выполнены на установке, основу которой составляет поляризационный интерферометр Жамена-Лебедева. Такой выбор обусловлен высокой чувствительностью и стабильностью данного интерферометра, что достигается отсутствием движущихся частей и малыми габаритами. Схема установки представлена на рис. 2.6.1. Исследуемый материал помещался в кювету толщиной 1 мм, состоящую из 2-х стеклянных пластинок, внутренняя сторона которых была покрыта тонким слоем оксида индия (ITO). Проводящий слой был разделен на два электрода неглубокой канавкой. На одну пару противолежащих электродов подавалось переменное и постоянное напряжение, другая пара была закорочена. Сандвич помещался в интерферометр таким образом, чтобы два зондирующих лазерных луча (=660 нм) проходили через разные пары электродов. Таким образом, в одном плече интерферометра изменения показателя преломления образца могли наблюдаться при приложении электрического поля, в то время как другое плечо служило в качестве опорного. Сдвиг фазы зондирующего света, возникающий при наличии электрооптического эффекта, приводил к изменению интенсивности света на выходе интерферометра, которое регистрировалась фотоприёмниками. Электрический сигнал на частоте приложенного переменного напряжения детектировался синхронным детектором.
Были исследованы образцы, содержащие растворы металлоорганических комплексов в CN-содержащем виниловом мономере (этилцианопропеноат). Химические формулы металлоорганических комплексов представлены на рис. 6.2 (а,б).
Рисунок 2.6.2.а. Химическая формула металлоорганического комплекса CrPAN
Рисунок 2.6.2.б. Химическая формула металлоорганического комплекса содержащегося в образцах №1, №2
Графики зависимости электрооптической константы G от постоянного напряжения Udc, прикладываемого к образцам, представлены на рисунке 2.6.3. Как видно из рисунка 2.6.3. электрооптическая константа G при определённом напряжении имеет максимум, который можно объяснить следующим образом. При увеличении постоянного напряжения, увеличивается анизотропия образца, вследствие чего увеличивается константа G, однако при этом увеличивается ток, текущий через образец. По мере увеличения тока, происходит разогрев образца и снижение степени анизотропии, что и приводит к уменьшению константы G. Измерения вольтамперных характеристик образцов показали, что максимальное значение электрооптического эффекта соответствует омическим потерям на уровне 150-160 мкВт для исследуемых образцов. Влияние тепловой дезориентации хромофоров может быть существенно уменьшено при испльзовании матриц с высокой температурой стеклования, обладающих меньшей проводимостью, более высокой теплопроводностью и меньшей подвижностью хромофоров. Наиболее сильный электрооптический отклик был получен в образце содержащем CrPAN. Максимальное значение
|
Рисунок 2.6.3 Зависимость электрооптической константы образцов CrPAN (▪), №1(●) и №2(▲) от постоянного напряжения.
|
электрооптического коэффициента G равно 0,9 пм/В при напряженности поляризующего электрического поля равной 10 В/см. На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
предложенный метод исследования образцов с низкой температурой стеклования весьма перспективен для экспресс-анализа электрооптических свойств металлоорганических комплексов;
электрооптический отклик в образцах с низкой температурой стеклования лимитируется тепловой дезориентацией хромофоров и существенное усиление электрооптического эффекта следует ожидать при использовании матриц с высокой температурой стеклования;
металлоорганический комплекс CrPAN обладает сильным электрооптическим откликом, в матрицах с высокой температурой стеклования следует ожидать значений электрооптического коэффициента G свыше 100 пм/В при при напряженности поляризующего электрического поля на уровне 1 10 кВ/см.
Для придания полимеру, содержащему нелинейные оптические хромофорные группы, нелинейных оптических свойств второго порядка необходимо добиться нецентросимметричного расположения дипольных моментов этих групп в полимерной матрице. Для полимерных пленок с высокой температурой стеклования (~1000С) это может быть достигнуто термоэлектрической обработкой (полингом) в сильном внешнем электрическом поле. При этом полимер необходимо нагревать до температуры, близкой к температуре стеклования, чтобы обеспечить необходимую молекулярную подвижность для изменения направления дипольных моментов хромофорных групп. Схема установки термоэлектрической обработки полимерных пленок представлена на рисунке 6.4. Полинг полимеров осуществлялся методом коронного разряда, который поджигался между иглой (анодом) и электропроводящим ITO покрытием подложки образца (катодом) с помощью источника высокого напряжения. Образовавшиеся при разряде ионы осаждались на поверхности полимерной пленки, создавая внутри ее сильное электрическое поле. Полимерная пленка нагревалась до температуры стеклования для придания подвижности молекулам полимерного материала. Для наблюдения электрооптических свойств была изготовлена серия из 20 различных полимерных пленок. Образец полимерной пленки толщиной
|
|
Рисунок 2.6.4. Схема установки для термоэлектрической обработки (полинга) полимерных пленок.
|
Рисунок 2.6.5.Временная диаграмма полинга
|
10-20 мкм наносился на стеклянную подложку с электропроводящим ITO-покрытием методом центрифугирования и устанавливался на термостат. Проводящий слой покрытия подложки заземлялся. Над образцом на расстоянии 35 мм была закреплена металлическая игла, подключенная к источнику высокого напряжения. Процессы нагрева и измерения разностного сигнала были автоматизированы. Также контролировалось электрическое сопротивление образцов и ток через образец при коронном разряде. Каждый образец в течении пяти минут нагревался до индивидуальной температуры стеклования (диапазон 80-1050С) для обеспечения подвижности металлоорганических комплексов. Затем на иглу подавалось напряжение ~5 кВ, и поверхность полимерной пленки заряжалась ионам воздуха, образующимися при коронном разряде. Пленки заряжались в течение десятков минут, после чего охлаждались до комнатной температуры при включенном напряжении (рисунок 2.6.5).
|
|
Рисунок 2.6.6. Поляризационные спектры полимерных пленок с комплексами CrPAN.
|
Рисунок 2.6.7.Зависимость сигнала генерации второй гармоники от температуры пленки
|
Анизотропия оптических свойств обработанных образцов исследовалась методом поляризационной спектроскопии. На рисунке 6.6 сплошной кривой изображен спектр поглощения полимерной пленки, содержащей комплексы CrPAN до полинга. Спектр поглощение пленки не зависит от поляризации оптического излучения. Полоса поглощения вблизи 600 нм соответствует переходу в лигандном окружении ионов хрома. После полинга, для поляризации параллельной направлению электрического поля в заряженной пленке поглощение вблизи 600 нм возрасло (штриховая линия), а для ортогональной поляризации уменьшилось (штрих-пунктирная линия). По данным экспериментов был вычислен ориентационный параметр S, характеризующий анизотропию оптических свойств материала,
 ,
где II и коэффициенты поглощения оптического излучения в поляризациях, соответственно, паралельной направлению электрического поля полинга и ортогональной. Максимальное значение S достигало величины 0,54, что соответствует существенной ориентации металлоорганических комплексов при полинге.
Связь нелинейных оптических свойств с ориентацией комплексов CrPAN и их долговременная стабильность была исследована методом генерации второй гармоники (ВГ) излучения фемтосекундного Ti:sapphire лазера (=800 нм). Сигнал ВГ выделялся оптическими фильтрами и регистрировался с помощью ФЭУ. Эффективность генерации ВГ в полимерных образцах после полинга возрастала на несколько порядков. Обнаружено, что сигнал ВГ резко спадает при нагреве полимерных пленок до температуры стеклования (Рис. 6.7), что может быть объяснено разориентацией комплексов CrPAN и возвратом материала образцов в изотропное состояние. Долговременные измерения сигнала ВГ показали, что нелинейные оптические свойства исследуемых образцов сохраняются на протяжении не менее 500 часов при нормальных условиях. На основании проведенных исследований образцов с высокой температурой стеклования содержащих металлоорганический комплекс CrPAN можно сделать следующие выводы:
оптическая нелинейность второго порядка связана с ориентацией хромофоров в изотропной полимерной матрице;
термоэлектрическая обработка позволяет получать образцы с высокой (S>0,5) степенью ориентации хромофоров;
исследуемые образцы сохраняют нелинейные оптические свойства в течении 500 часов при нормальных условиях и при нагреве до температуры стеклования
2.7 Методы генерации сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения терагерцового и дальнего ИК диапазонов в лазерной плазме в газах высокого давления.
Целью данного исследования является создание мощного источника электромагнитного излучения с напряженностью поля свыше МВ/см для нелинейной спектроскопии в ТГц диапазоне. Интерес к данной задаче связан с перспективой применения оптических методов нелинейной спектроскопии для исследования нелинейных свойств, а также свойств неравновесных состояний материалов в ТГц диапазоне. Эффективность методов конверсии частоты излучения из оптического в Тгц диапазон в нелинейных кристаллах определяется с одной стороны порогом лазерного разрушения материала, а с другой – влиянием материальной дисперсии. В связи с этим, перспективными материалами являются газовые среды, поскольку обладают низкой материальной дисперсией и способны поддерживать взаимодействие с лазерным излучением выше порога ионизации. Однако вследствие законов симметрии эффективная генерация низкочастотного излучения в газах возможно при нарушении пространственной изотропии их свойств, например с помощью внешнего электрического поля, или второй гармоники лазерного излучения. Недавние эксперименты показали, что при острой фокусировке второй гармоники и фундаментальной частоты фемтосекундного лазерного излучения в воздухе и инертных газах возможна генерация предельно-короткого импульса ТГц излучения с полосой свыше 10 ТГц и пиковой напряженностью поля свыше 100 кВ/см . Мы предлагаем использовать эффект филаментации мощного двуцветного фемтосекундного лазерного излучения для увеличения длины взаимодействия на два-три порядка, что позволит существенно повысить эффективность оптико-терагерцовой конверсии. Близкие подходы к данной проблеме были реализованы в где ТГц излучение было получено при филаментации фундаментальной частоты фемтосекундного лазерного излучения в одной и, соответственно, двух филаментах. Было также продемонстрировано преобразование частоты в средний ИК диапазон при филаментации двуцветного фемтосекундного лазерного излучения. Спецификой двухцветной фемтосекундной лазерной филаменты, как источника низкочастотного излучения, является коническая форма диаграммы направленности с сильной зависимостью угла раствора конуса от частоты. Поэтому ТГц и дальнее ИК излучение не было зарегистрировано вследствие апертурного эффекта и ограниченной спектральной полосы системы регистрации. В наших исследованиях предполагается использовать оптическую систему для низкочастотного излучения с более высокой числовой апертурой и более широкополосную систему регистрации, что позволит измерить весь спектр низкочастотного излучения. Спецификой двухцветной лазерной филаменты в качестве источника низкочастотного излучения является досветовой режим распространения импульсов накачки исключающий возможность фазового синхронизма в классическом понимании. При этом длина когерентности нелинейного взаимодействия волн не превышает 1 см. Существенное увеличение длины когерентности предлагается достичь при реализации фазового квазисинхронизма, когда амплитуда нелинейного источника периодически меняет знак вдоль филаменты. Дисперсия показателя преломления газов при нормальных условиях автоматически обеспечивает пространственную модуляцию вдоль филаменты нелинейной поляризации третьего порядка с периодом около 3 см из-за разницы фазовых скоростей фундаментальной частоты и второй гармоники излучения накачки.
Были проведены теоретические расчеты поля низкочастотного излучения возбуждаемого импульсами мощного двухцветного фемтосекундного лазерного излучения совместно распространяющихся в плазменной филаменте в приближении заданной накачки. В расчетах использовались как фототоковый. так и нелинейнооптический механизмы генерации низкочастотного излучения. Типичная спектральная диаграмма направленнности низкочастотного излучения, когда период модуляции знака нелинейного источника порядка его длины когерентности (фазовый квазисинхронизм) изображена на рисунке 2.7.1.
θ
|
|
Рисунок 2.7.1 Спектральная диаграмма направленности низкочастотного излучения в случае фазового квазисинхронизма для досветового источника.
|
Диаграмма направленности монохроматичной волны имеет вид конуса с углом раствора θ, который зависит от частоты волны согласно условиям фазового квазисинхронизма:
 ,
где h – период модуляции источника , Vgr – эффективная групповая скорость двухцветной накачки. По результатам расчетов были определены оптимальные условия позволяющие увеличить на два-три порядка эффективную длину когерентности нелинейного взаимодействия волн при фазовом квазисинхронизме. Были исследованы влияние толщины филаменты на спектральный состав низкочастотного излучения и определены условия минимальной спектральной фильтрации. Проведенные расчеты показывают, что в рамках предложенного метода возможно существенно повысить эффективность оптико-терагерцовой конверсии за счет увеличения длины нелинейного взаимодействия волн. На основе рассчитанной структуры поля низкочастотного излучения синтезирована оптическая система зеркал с коническими, сферическими и параболическими поверхностями для преобразования диаграммы направленности и транспортировки излучения до системы регистрации.
Важной особенностью исследуемого механизма генерации низкочастотного излучения является чувствительность к фазовой задержке между фундаментальной частотой и второй гармоникой излучения накачки, что исключает возможность регистрации методом электрооптического стробирования при наличии существенного фазового джиттера у излучения накачки. Разработан и создан двухцветный интерферометр для управления взаимной групповой задержкой двухцветной накачки с фазовым джиттером на приемлемом уровне. Разработана и создана экспериментальная установка для генерации и регистрации широкополосного ТГц излучения предложенным методом. В настоящее время завершаются пуско-наладочные работы фемтосекундного лазерного комплекса с системой управления поставленной в рамках настоящего проекта.
2.8 Прототип источника мощного излучения субмиллиметрового диапазона длин волн для технологических приложений
Для проведения экспериментальных исследований в области создания новых материалов с использованием мощного микроволнового излучения в ИПФ РАН разработаны и созданы гиротроны, технические параметры которых ориентированы на решение прикладных технологических задач. Отличительными особенностями созданных гиротронов миллиметрового диапазона длин волн являются:
- работа в «тёплых» магнитных системах, охлаждаемых проточной водой либо маслом. Использование теплых магнитных систем обеспечивает простоту и надёжность эксплуатации гиротронов, в том числе в технологических процессах, требующих их непрерывной работы в течение нескольких суток, например, в процессе осаждения пластин поликристаллического алмаза из газовой фазы разряда, поддерживаемого микроволновым излучением;
- работа на второй гармонике электронной циклотронной частоты и, следовательно, двукратное снижение напряженности статического поля, создаваемого магнитными системами. Снижение рабочего магнитного поля позволят значительно уменьшить мощность питания магнитной системы, снизить требования к её системе охлаждения.
- генерация излучения на сравнительно низких рабочих модах. Это даёт возможность использовать высокоэффективные (с коэффициентами передач излучения порядка и более 98%) электродинамические линии передач излучения, выполненные в виде закрытых многомодовых волноводов, надёжно обеспечивающих минимальный уровень рассеянного излучения;
- работа со специализированными, действующими по принципу преобразования частоты, источниками стабилизированного высоковольтного питания. Разработанные источники питания обеспечивают значительное увеличение срока службы гиротронов при сохранении их технических характеристик, за счёт снижения рассеянной мощности на катоде гиротрона и стабилизации тока эмиссии гиротрона.
В Таблице 2 приведены основные технические характеристики разработанных гиротронов, мощностью 5…30 кВт на частотах 24 – 28 ГГц, используемых в созданных в ИПФ РАН специализированных комплексах для высокотемпературной обработки материалов.
Таблица 2
Частота генерации, ГГц
|
Выходная мощность, кВт
|
Параметры питания; напряжение, кВ / ток, А
|
Максимальный КПД, %
|
Магнитная система
|
24.1 (2 )
|
0.1-5
|
18 / 0.75
|
50
|
соленоид с масляным охлаждением
|
24.1
|
1-30
|
33 / 2.2
|
50
|
соленоид с водяным охлаждением
|
28 (2)
|
0.1-15
|
24 / 2.3
|
32
|
соленоид с масляным охлаждением
|
Рисунок 2.8.1.Фотография гиротрона мощностью 5 кВт, работающего на частоте 24 ГГц.
3. Перечень услуг, предоставляемых центром коллективного пользования «центр микроволновых и лазерных нанотехнологий»
Одной из основных задач центра является повышение эффективности научно- исследовательских и опытно конструкторских работ путем предоставления сторонним организациям доступа к существующему и вновь запускаемому оборудованию центра. Центр обеспечивает представление услуг по трем направлениям: использование сторонними организациями для проведения испытаний и исследований уникальных установок и стендов ЦКП, проведение работ с использованием оригинальных технологий и технологического оборудования ЦКП, использование сторонними организациями оригинальных метрологических разработок, методов аналитических исследований и средств измерения.
Кроме того, оборудование ЦКП систематически используется в учебном процессе для выполнения: лабораторных работ студентами старших курсов, спецпрактикумов студентами 4-6 курсов. В качестве профориеттационной работы с молодежью ежегодно проводятся ознакомительные экскурсии для школьников города Н. Новогорода.
3.1 ЦКП предлагает для использования сторонними организациями следующие установки и стенды.
Фемтосекундные лазерные стенды для облучения мишеней (газовых, твердотельных) оптическим излучением с мощностью около 500ТВт (1 импульс в 30 минут), с мощностью 1ТВт (частота повторения 10Гц), с мощностью 0.1ТВт (частота повторения 1кГц).
Экспериментальные комплексы на основе гиротронов и карсинотронов для облучения
мишеней импульсным электромагнитным излучением с мощностью до 1ГВт (сантиметровый диапазон длин волн, длительность импульса десятки наносекунд) и до 1МВт (миллиметровый диапазон, длительностью до 1 секунды).
Оптический когерентный микроскоп для исследование биофизических процессов на уровне клетки.
3.2. Оригинальные технологии и технологическое оборудование, предоставляемые центром.
Специализированные гиротронные комплексы микроволновой обработки материалов для исследования процессов взаимодействия интенсивного микроволнового излучения с широким классом диэлектрических, полупроводниковых и металлических материалов, разработка методов создания новых материалов. Исследования можно проводить при мощностях микроволнового излучения 3 – 15 кВт в частотном диапазоне 24-84 ГГц при объеме рабочей камеры 100 л и более в диапазоне давлений 2 – 10-5 атм; точность автоматического поддержания температуры в процессах высокотемпературной обработки материалов 0,3%.
Выращивание поликристаллических алмазных пластин толщиной 0.5-1 мм и диаметром 50-75 мм из газовой фазы в плазме СВЧ разряда для различных применений, в том числе для использования в качестве теплоотводящих подложек в электронной аппаратуре.
Обработка поверхности алмазных пленок и пластин до шероховатости поверхности по 10-12 классу (Ra = 0.04-0.06).
Экспериментальный стенд для генерации и регистрации сверхкоротких импульсов электромагнитного поля в терагерцовом диапазоне с помощью фемтосекундных лазерных импульсов.
Сильноточные источники ионов и интенсивные потоки неравновесной плазмы для модификации поверхностей на основе ЭЦР разряда, поддерживаемого мощным миллиметровым излучением гиротронов.
Стенд для микромодификации поверхности и объема широкого класса веществ с помощью фемтосекундных лазерных импульсов.
Стенд для измерния оптических и термооптических характеристик среды в диапазоне температур от 77 до 300К.
Стенд для измерения контраста фемтосекундного импульса в интервале до 10нс с динамическим диапазоном 8 порядков.
Волоконная фемтосекундная лазерная система мощностью до 20 Вт для микроструктурирования материалов и генерации терагерцового излучения.
Стенд неразрушающего контроля поверхности (микрошероховатости и плоскостности) оптических поверхностей и исследования микро- и наноструктур с разрешением по глубине ~ 1 ангстрем и менее 1 микрона по горизонтали и с размером изучаемой области до ~ 1 х 1,5мм. Размер исследуемых деталей до~ 40x40см.
Параллельное преобразование аналоговых сигналов для задач обработки информации и нейрокомпьютинга.
3.3. Аналитические методы исследования и средства измерений.
Исследование динамики релаксации фотовозбужденных состояний вещества с субпикосекундным временным разрешением методом возбуждения-зондирования в ИК и терагерцовом диапазонах.
Исследование нелинейных и электрооптических свойств новых материалов с субпикосекундным временным разрешением.
Исследование действительной и мнимой части диэлектрической восприимчивости твердотельных, жидких и газообразных образцов методами терагерцовой импульсной спектроскопии в диапазоне 0.2-2 ТГц.
Измерение диэлектрических свойств жидких, твердых и газообразных диэлектриков в ММ и СубММ диапазоне длин волн, включая измерения в широком диапазоне коэффициента поглощения газов, тангенса потерь и показателя преломления в твердых и жидких диэлектриках, а так же для измерения коэффициентов отражений металлов, сплавов и металлических покрытий.
Разработанные методы оптической диагностики патологических процессов на молекулярном, клеточном, тканевом и организменном уровнях на базе инвертированного микроскопа для работы в проходящем свете
разработка методов направленной доставки в организме полифункциональных агентов на основе моноклональных антител флуоресцентных соединений относящихся к различным классам, с целью определения возможности их применения в диагностике;
разработка модельных систем для оценки эффективности терапевтических методов воздействия с использованием флуоресцентных белков;
оценка цитотоксического эффекта диагностических и терапевтических агентов.
Исследование динамики релаксации фотовозбужденных состояний вещества с субпикосекундным временным разрешением методом двухцветного возбуждения-зондирования в в диапазоне длин волн 500-2600 нм.
Методика по определению толщины и линейных размеров объектов методами оптической микроскопии.
Тестирование СВЧ узлов и приборов в широком диапазоне частот и в различных температурных режимах (от комнатных до криогенных); измерения шумовых характеристик и чувствительности миллиметровых и субмиллиметровых приемников.
Измерение параметров волноводных и квазиоптических систем в диапазоне от 8 ГГц до 250 ГГц. Измерительная техника базируется на скалярных панорамных измерителях (коэффициентов отражения и прохождения), перекрывающих указанный диапазон, и механических устройств, обеспечивающих сканирование приемного рупора в плоскости измерения. Для измерений различных трактов возможно использование возбудителей различных типов волн (например, ТЕ11, ТЕ01, ТМ01, НЕ11, различных высших волн, квазиоптических пучков с гауссовой пространственной структурой).
Измерение поглощения излучения в газах и конденсированных средах и отражательной способности металлов в диапазоне частот 36-380 ГГц при температурах от 20 до 6000С; относительная точность измерений показателя преломления и тангенса угла потерь диэлектриков равна соответственно 10-5 и до 10-3, абсолютная точность измерений поглощения в газообразных до 0.002 дБ/км, коэффициента отражения металлов с абсолютной точностью до 3×10-5.
4 Перечень организаций пользователей оборудования ЦКП за отчетный период.
Работы по проекту проводились с участием Института химии высокочистых веществ РАН (Нижний Новгород), Института электрофизики УрО РАН (Екатеринбург), Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (Саров), Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Института сильноточной электроники УрО РАН, (Томск), РНЦ «Курчатовский институт» (Москва), Институт физики микрострутур РАН (Нижний Новгород). Институт ядерной физики СО РАН (Новосибирск), Институт теоретической и экспериментальной физики РФЯЦ (Москва)
4.1. Работы проводились в рамках следующих контрактов и грантов.
Совместный грант РФФИ 05-02-17187-а, "Удержание сильнонеравновесной плотной плазмы в открытых осесимметричных магнитных ловушках, рук. В.Г.
Зорин, соруководитель в ИЯФ П.А. Багрянский.
Совместный грант РФФИ 08-02-00531-а, "МГД стабилизация сильнонеравновесной плазмы тяжелых газов в осесимметричном пробкотроне", рук. П.А. Багрянский, ИЯФ соруководитель в ИПФ РАН - В.Г.Зорин
МНТЦ 2753, рук. В.Г. Зорин, "Создание прототипа импульсного
сильноточного источника многозарядных ионов с частотой повторения до 1
Гц на основе ЭЦР разряда, поддерживаемого мощным излучением
гиротрона". Совместно с сотрудниками ИТЭФ
Совместный грант РФФИ 05-02-16256-а, «Исследования процессов многократной ионизации плазмы вакуумного дугового разряда при ее нагреве в условиях электронно-циклотронного резонанса», рук. Г.Ю. Юшков, ИСЭ УрО РАН, соруководитель в ИПФ РАН А.В.Водопьянов
Совместный грант РФФИ 06-02-16438-а, «Исследование диверторной стабилизации сильнонеравновесной плотной плазмы ЭЦР разряда, создаваемого мощным миллиметровым излучением в открытой осесимметричной магнитной ловушке», рук. С.В.Голубев, ИПФ РАН, соруководитель – А.А.Сковорода РНЦ «Курчатовский институт»
5. Публикации по результатам работ по проекту.
1.Н.А. Богатов, А.И. Кузнецов, А.И. Смирнов, А.Н. Степанов
Каналирование СВЧ излучения по двухпроводной линии, содержащей плазменную филаменту, создаваемую интенсивными фемтосекундными лазерными импульсами в воздухе
2.Н.Л.Александров, Э.М.Базелян, Н.А.Богатов, А.М.Киселев, А.Н.Степанов
Инициировние высоковольтного разряда плазменной феломентой, создаваемой в атмосфере интенсивным лазерным излучением фемтосекундной длительности.
Физика плазмы, 2008, том 34, №12, с.1142-1149
3.Е.А.Сергеева, А.И.Корытин
Теоретическое и экспериментальное исследование размытия фемтосекундного лазерного импульса в мутной среде.
Известия ВУЗ”ов Радиофизика, 2008, том 51, № 4, с.333
4.S.B.Bodrov, M.I.Bakunov, and M.Hangyo
Efficient Cherenkov emission of broadband terahertz radiation from an ultrashort laser pulse in a sandwich structure with nonlinear core.
Journal of Applied Physics, 2008, 104, 093105
5.M.I.Bakunov, S.B/Bodrov, and M.V.Tsarev
Terahertz emission from laser pulse with tilted front: Phase-matching versus Cherenkov effect.
Journal of Applied Physics, 2008, 104, 073105
6. A.K.Potemkin, E.A.Khazanov, M.A.Martyanov, M.S.Kochetkova
Compact 300J/300 GW frequency doubled neodymium glass laser. Part 1: Limiting power by self - focusing
7. A.K.Potemkin, E.A.Khazanov, M.A.Martyanov, A.V.Kirsanov, A.A.Shaykin
Compact 300J/300 GW frequency doubled neodymium glass laser. Part 2: Description of laser setup
8. В.Н.Гинзбург, Н.В.Диденко, А.В.Конященко, В.В.Ложкапев, Г.А.Лучинин, А.П.Луценко, С.Ю.Миронов, Е.А.Хазанов, И.В.Яковлев
Квантовая электроника, 2008, 38, № ?
9. V.Ya.Molchanov, S.I.Chizhikov, O.Yu.Makarov, N.P.Solodovnukov, V.N.Ginzburg, E.V.Katin, E.A.Khazanov, V.V.Lozhkarev, and I.V.Yakovlev
Adaptiv acousto-optic technique for femtosecond laser pulses shaping
10.М.А.Мартьянов, А.Г.Лучинин, А.К.Потемкин, Е.А.Хазанов
Линейная зависимость временного сдвига усиленного импульса от энергосъема с лазерного усилителя.
Квантовая электроника, 2008, 38, №2
11. М.А.Мартьянов, А.К.Потемкин, А.А.Шайкин, Е.А.Хазанов
Формирование профиля пучка на входе в лазерный усилитель с большой энергией
Квантовая электроника, 2008, 38, №4
12. O.V.Palashov, E.V.Katin, G.A.Luchinin, and E.A.Khazanov
Synchronization of two Q-switched lasers with 150 ps jitter
Optical Society of America,2008
13.K.I.Rybakov,A.G.Eremeev, S.V.Egorov, Yu.V.Bykov, Z.Pajkic and M.Willert-Porada
Effect of mocrowave hearting on phase transformations in nanostructured aluminia
J.Phys.D: Appl.Phys. 2008, 41, 102008
Заключение
В рамках работ по программе в центре коллективного пользования «Центр микроволновых и лазерных нанотехнологий» удалось поднять эффективность научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ за счет совместного использования научного оборудования и экспериментальных установок (в том числе уникальных), при выполнении исследований в кооперации с заинтересованными организациями; провести исследования по приоритетным направлениям ФЦНТП в рамках совместных научно-исследовательских проектов, модернизировать материально-техническую базу ЦКП путем дооснащения имеющихся специализированных измерительных комплексов и экспериментальных стендов, приобретаемым научным оборудованием; использовать современное оборудование центра для подготовки высококвалифицированных молодых ученых, аспирантов и студентов.
Приложение 1.
Договора на поставку оборудования
Приложение 2
Справка о метрологическом обеспечении
СПРАВКА
О МЕТРОЛОГИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ В ИПФ РАН
Метрологическое обеспечение измерений в ИПФ РАН осуществляется как собственной метрологической службой, так и в Государственных метрологических центрах. Управление средствами измерений и научно – исследовательским оборудованием регламентировано внутренними стандартами предприятия, сертифицированного на соответствие ГОСТ ИСО 9001 - 2001 и ГОСТ РВ 15.002 - 2003.
Метрологическая служба ИПФ РАН аккредитована в соответствии с приказом № 325 от 12.08.1999г. на право поверки средств измерений радиотехнических и радиоэлектронных величин, времени и частоты, электрических и магнитных величин и с 20.01.2006 г. лицензирована на их ремонт. Служба зарегистрирована в Реестре аккредитованных метрологических служб юридических лиц под № 626. Аттестат аккредитации, продленный Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии 14.02. 08, действителен до 01 марта 2011 г., лицензия № 001817-Р на ремонт средств измерений в области аккредитации действительна до 20 января 2011 г.
Метрологическая служба ИПФ РАН имеет около 70 эталонов. В 2008 г. было поверено около 320 средств измерений и около 770 было направлено на поверку в ФГУ «Нижегородский ЦСМ».
Зам.директора ИПФ РАН
профессор С.В.Голубев
Приложение 3
Перечень аттестованных методик
ПЕРЕЧЕНЬ АТТЕСТОВАННЫХ МЕТОДИК
В работах, проводимых центром коллективного пользования «Использование микроволнового и лазерного излучений в нанотехнологиях», разрабатываются новые методики измерений. В 2008 г. подготовлены и направлены на аттестацию в ФГУ «Нижегородский ЦСМ» две методики выполнения измерений. Ориентировочные названия:
1. Методика определения пространственного разрешения при визуализации внутренней структуры рассеивающих объектов методом оптической диффузионной томографии.
2. Методика определения пространственного разрешения при визуализации внутренней структуры рассеивающих объектов методом диффузионной флуоресцентной томографии
Руководитель работ
профессор С.В.Голубев
Приложение 4
Перечень закупленного оборудования
|
