Создание макета компактного источника для газоанализа и

Проект «Создание макета компактного источника когерентного излучения в диапазоне 4,65,4 мкм на основе CO2 лазера и нелинейного элемента в качестве удвоителя частоты»
Информация о компании:
Название – ООО «Специальные технологии»
Организационно-правовая форма – Общество с ограниченной ответственностью
Год создания – 2006
Сфера деятельности: разработка интеллектуальных лазерных систем для практических
применений, в том числе для поиска утечек элегаза на высоковольтных объектах с элегазовой
изоляцией, для анализа состава выдыхаемого человеком воздуха, лазерные газоанализаторы
специального назначения, перестраиваемые СО2 лазеры для различных применений.
Контакты – 630060, Новосибирск, Российская Федерация, ул. Зеленая горка, д. 1/3
Тел./Факс: +7 (383) 334 80 81
e-mail: sales@lc-solutions.com
Сайт – http://www.detectors.lc-solutions.com/
Описание сути проекта:
Создание источника накачки в спектральном диапазоне 4,6-5,4 мкм интересно в качестве
высокостабильного репера для измерителей длин волн. Основной характеристикой репера
является ширина линии излучения. В этом диапазоне длин волн известны несколько типов
лазеров: CO лазеры, параметрические генераторы света. Использование CO лазера не эффективно
– трудно выделить спектральную линию, тем более необходимо охлаждение системы до
криогенных температур. Параметрические генераторы света не обладают необходимой шириной
линии.
Другими задачами подобной системы являются:
 подсветка объектов на окружающем фоне для систем обнаружения и наведения;
 постановка активных помех (нейтрализация) приборам скрытого наблюдения за
охраняемым объектом, определение местоположения оптико-электронных средств
(ОЭС) для задержания наблюдателя;
 постановка активных помех (нейтрализация) для ракет переносных зенитноракетных комплексов (ПЗРК) с системами инфракрасного наведения.
В качестве удвоителя частоты CO2 лазера в настоящее время используются кристаллы
ZnGeP2, AgGaSe2, CdGeAs2. В рамках выполнения проекта планируется провести исследования по
выбору оптимального нелинейного элемента в качестве удвоителя частоты.
Основные технологические, организационные, экономические и иные препятствия и
риски для реализации проекта: основной сложностью при реализации проекта является как
коммерческая доступность, так и оптическое качество требуемых кристаллов. Широко
распространенным оптическим элементом является ZnGeP2. Но последние исследования в области
нелинейных кристаллов показывают перспективность использования кристаллов селеногаллата
серебра AgGaSe2. При этом технология роста кристаллов отработана всего несколько научных
институтов на территории РФ.
С другой стороны, для реализации проекта необходим CO2 лазер с модуляцией
добротности. Подобные лазеры являются труднодоступными (дорогостоящие).
Описание потребителей результатов проекта:
Основными потребителями источника излучения в спектральном диапазоне 4,6-5,4 мкм
являются компании, занимающиеся разработкой и изготовлением спектроанализирующих
приборов для измерения спектров лазеров, например компания ООО «АНГСТРЕМ». Подобные
системы могут быть использованы как для газоанализа атмосферы, так и в качестве системы
противодействия в ИК-диапазоне.
Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта – в настоящее время на
территории РФ не представлено коммерчески доступных источника когерентного излучения в
диапазоне 4,6-5,4 мкм на основе CO2 лазера.
Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении
Задача по разработке высокостабильного репера для измерителей длин волн включает в
себя наличие высокостабильного перестраиваемого CO2 лазера с модуляцией добротности.
Большинство коммерчески доступных CO2 лазеров относятся к классу индустриальных. Для
промышленных задач не требуются высокие показатели стабильности лазера и качества пучка
лазера. В целом, требуемый лазер для поставленной задачи не является широкодоступным.
С другой стороны, для удвоения частоты необходимы нелинейные кристаллы, наиболее
известные из которых: ZnGeP2, AgGaSe2, CdGeAs2. Кристаллы цинк-германофосфата ZnGeP2
(ZGP) отличаются высокими нелинейностью d36(9,6)=75±8, теплопроводностью (35…36 Вт/м*К) и
высоким порогом разрушения 3,5 Дж/см2 при λ=2,93 мкм и τ=100 нс. Кристаллы селеногаллата
серебра AgGaSe2 прозрачны в спектральном диапазоне от 0,76 до 18 мкм. Кристаллы AgGaSe2
имеют высокий уровень нелинейности d36(10,591)=39,5±1,9, низкую теплопроводность (1 Вт/м*К),
низкий порог разрушения (0,3-0,4 Дж/см2). Кристалл CdGeAs2 обладает чрезвычайно высоким
коэффициентом нелинейности (deff=236 пм/Вт), широким диапазоном пропускания от 2,4 мкм до
18 мкм, но чтобы избежать остаточных потерь необходимо использование низких температур.
1. Андреев Ю.М., Батурин И.С., Гейко П.П., Гусамов А.И. Удвоение частоты CO2 лазера
в новом нелинейном кристалле AgGaxIn1-xSe2 // Квантовая электроника. – 1999. – №29;
1. – С. 66-70
2. Карапузиков А.И., Шерстов И.В., Агеев Б.Г., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н.
Лазерные сенсоры-газоанализаторы на основе интеллектуальных волноводных СО2лазеров и резонансных оптико-акустических детекторов и их приложения // Оптика
атмосферы и океана. – 2007.- Т. 20; № 05. – С. 453-458.
3. Jiu Zhi-Xian, Zuo Du-Luo, Miao Liang, QI Chun-Chao, Cheng Zu-Hai, An Efficient Pulsed
CH3OH Terahertz Laser Pumped by a TEA CO2 Laser // Chin. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 27;
No. 2. – P. 02421.
Потребности проекта:
Для реализации проекта планируется привлечь магистранта физико-технического
факультета НГТУ, либо физического факультета НГУ. Предпочтение отдается магистранту,
обучающемуся на одной из следующих кафедр: Лазерные системы, Оптические информационные
технологии, Квантовая оптика, Общая физика, Физика полупроводников.
Также необходимо формирование междисциплинарной группы в составе:
1. Инженер-электроник (разработка платы контроллера для реализации автоматической
системы перестройки и управления устройством);
2. Инженер-программист (написание программного обеспечения для управления
устройством с ПК).
В качестве руководителя проекта привлекается аспирант физико-технического факультета
НГТУ, либо физического факультета НГУ, обучающегося по одному из следующих направлений:
01.04.05 – Оптика, 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы.
Партнеры компании в проекте (если есть) - нет