Аспирант Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Антон Котин получил грант программы «УМНИК» на разработку технологии нанесения покрытия на кристаллы для лазеров большой мощности.
«Если добиться, чтобы пленка достигла высокого значения порога лучевой стойкости, можно получать устройства силовой оптики с более высокими показателями, такими как долговечность, средняя и импульсная мощность излучения лазера, — объясняет Антон Котин. — На российском рынке нет технологии получения просветляющего покрытия с высоким порогом стойкости к излучению лазера, поэтому я поставил цель сделать ее».
Лазеры с нелинейно-оптическими кристаллами применяются как дальномеры, целеуказатели в строительстве, резке металлов, медицине, коррекции зрения, технике связи и так далее.
Просветляющее покрытие на кристалле позволяет снизить естественные потери света на отражение до минимума, однако использование таких покрытий ограничивается их порогом лучевой стойкости. Порог лучевой стойкости пленки показывает предельное значение работы устройства, при котором параметры оптической системы остаются неизменными в течение длительного срока работы. Чем выше порог лучевой стойкости пленки, тем шире сфера ее применения.
«Низкое значение порога лучевой стойкости покрытий, ограничивает эффективное использование их в оптике лазеров. Это связано с тем, что при более высоких значения плотности мощности покрытие быстрее прогорает, — продолжает Антон Котин. — Стандартное значение порога лучевой прочности покрытий, производимых в России, 500-600 мегаватт на сантиметр квадратный. Я хочу получить пленку с порогом лучевой стойкости более 700 мегаватт на сантиметр квадратный — это позволит производить более мощные и высокоэффективные лазерные системы комплексы, не уступающие по своим свойствам зарубежным аналогам».
Для получения просветляющих покрытий на нелинейно оптических кристаллах используется современная ионно-лучевая технология нанесения покрытий. Образцы помещаются в камеру с низким давлением, далее при помощи ионного источника происходит распыление мишени материала покрытия и происходит контролируемый процесс нанесения покрытия.
«Для осаждения пленки важно, с какой скоростью идет распыление, сколько кислорода поступает и другие факторы — я исследую разные технологические режимы, — рассказал Антон Котин. — Еще один современный подход к нанесению покрытий — использование второго ионного источника, который бомбардируя ионами аргона поверхность образца во время процесса нанесения, делает покрытие более плотным».
У автора проекта уже есть прототип однослойного покрытия. Порог его лучевой стойкости пока ниже того, которого намерен добиться исследователь, однако эффект просветления в установке с ионным источником получен.
«Мы отработаем режимы работы установки, разработаем методики подготовки образцов перед нанесением, исследуем, как эта пленка растет на поверхности, — то есть за счет проведения исследования и разработки методик будем добиваться цели, а именно конкурентно способной технологии», — уверен Антон Котин.
Аспирант ТУСУРа сотрудничает с компанией «Кристалл-Т», которая производит кристаллы, — благодаря этому у молодого ученого есть доступ к материалам и оборудованию для экспериментов. Представители компании подтверждают: спрос на покрытия высокой лучевой стойкости на рынке есть, тем более что цена таких кристаллов не превысит стоимости стандартных.
— Став победителем программы «УМНИК», Антон Котин получит на реализацию проекта 400 тысяч рублей на два года, которые, надеюсь, станут весьма существенным «катализатором», позволяющим кратно сократить время разработки технологии и освоению ее ООО «Кристалл-Т», резиденту ОЭЗ ТВТ Томск, единственному поставщику таких кристаллов в России, — комментирует этот проект представитель Фонда содействия инновациям Григорий Казьмин.
Пресс-служба инновационных организаций Томской области