КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-10241
НазваниеРазработка методов управляемого формирования термохимических лазерно-индуцированных поверхностных периодических структур для современных устройств фотоники
Руководитель Синев Дмитрий Андреевич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий
Ключевые слова взаимодействие лазерного излучения с веществом, лазерные технологии, лазерное окисление, тонкие плёнки, дифракционные оптические элементы, лазерная термохимическая запись, лазерно-индуцированные поверхностные периодические структуры, ЛИППС, лазерное управление оптическими свойствами поверхности
Код ГРНТИ29.33.47
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Лазерные технологии прямого (одноэтапного) управления поверхностной микроструктурой оптических элементов на сегодняшний день представляются одними из наиболее перспективных и гибких методов для создания новых классов элементов и устройств фотоники. Последние достижения в области лазерной техники и технологии значительно расширили возможности управления процессами лазерной поверхностной модификации материалов благодаря возможности выбора разнообразных длин волн, длительностей импульсов, энергетических режимов и физических механизмов воздействия излучения. При этом одним из перспективных направлений является функциональное микроструктурирование поверхности материалов посредством лазерно-индуцированной самоорганизации регулярных рельефов с периодом порядка длины волны записывающего излучения, получаемых в доабляционных режимах - так называемых термохимических лазерно-индуцированных поверхностных периодических структур (ЛИППС, в зарубежной литературе laser-induced periodic surface structures, LIPSSs). Однако, прямая связь параметров формирования ЛИППС с физическими, а тем более химическими эффектами зачастую сложна и не поддается простому моделированию. Во всех полученных на текущий момент экспериментальных результатах сохраняется устойчивая проблематика стохастичности и локальности, свойственная процессам образования абляционных ЛИППС. Поскольку упорядоченное формирование регулярных ЛИППС (дальний порядок) обычно ограничено в пространстве размерами лазерного пучка, а управление параметрами структур осложнено чувствительностью их регулярности к параметрам лазерного воздействия, использование низкотемпературных режимов образования ЛИППС представляет интерес с точки зрения снижения термоиндуцированных напряжений и повышения упорядоченности структур.
Актуальность решения научной проблемы обусловлена тем, что структуры с микронным и субмикронным периодом обладают высокой дифракционную эффективность в видимом диапазоне, а значит создание функциональных покрытий на основе ЛИППС открывает новые возможности к эффективному созданию широкого класса элементов фотоники. Научная новизна состоит в обосновании и выборе комплекса параметров лазерного воздействия (энергии, длительности и частоты следования импульсов, скорости и направления сканирования пучка, поляризации излучения и др.), обеспечивающих точную экспериментальную настройку условий процесса формирования воспроизводимых упорядоченных термохимических ЛИППС. За счет этого в рамках настоящего проекта будет продемонстрировано создание различных схем как одномерных, так и двумерных решеток (типа фотонных кристаллов), защитных знаков, элементов дифракционной оптики, тензометрических датчиков и других элементов различной функциональности.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ