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 20-72-10027
НазваниеСоздание эффективных нелинейных преобразователей ИК излучения с широким диапазоном перестройки на основе кристаллов LGS, LGSe и GaSe с просветляющими микроструктурами на их поверхности.
Руководитель Голошумова Алина Александровна, Кандидат геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" , Новосибирская обл
Конкурс №50 - Конкурс 2020 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 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые слова Рост кристаллов халькогенидов, оптические свойства, поверхность, антиотражающие микроструктуры, фемтосекундная лазерная абляция, лучевая стойкость, инфракрасный диапазон
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Широкополосные лазерные спектрометры инфракрасного (ИК) диапазона имеют множество применений в современных промышленных технологиях, медицинской диагностике и хирургии, для контроля производственных процессов, в системах мониторинга окружающей среды, комплексных системах обеспечения безопасности. Важным компонентом таких спектрометров являются нелинейные монокристаллические преобразователи лазерного излучения с широким диапазоном перестройки. Нелинейные кристаллы LiGaS2, LiGaSe2, GaSe обладают оптимальным набором выходных параметров для эффективного преобразования лазерного излучения в среднем и дальнем ИК: широкие диапазоны прозрачности и фазового синхронизма преобразования, высокая лучевая стойкость и значительная нелинейная восприимчивость. Однако для них характерны значительные потери на отражение (25 % и более на одной поверхности) вследствие достаточно высоких значений показателей преломления. Традиционные многослойные просветляющие покрытия приводят к снижению оптической стойкости поверхности кристаллов LiGaS2, LiGaSe2, а для кристаллов GaSe нанесение таких покрытий невозможно ввиду сильной слоистости и высокой пластичности кристаллов. Также к недостаткам существующей технологии просветления можно отнести сравнительно узкий диапазон длин волн, в котором можно получить просветление.
Предлагаемый проект ставит своей целью создание эффективных нелинейных преобразователей ИК излучения высокой мощности с широким диапазоном перестройки на основе кристаллов LGS, LGSe и GaSe с просветляющими микроструктурами на их поверхности. Микроструктуры будут наноситься на поверхность кристаллов технологичным способом на основе прямой лазерной абляции фемтосекундными импульсами, это позволит получить образцы кристаллов с высокой лучевой прочностью и широким диапазоном просветления. Для достижения поставленной цели в проекте будут решаться следующие научно-технические задачи прикладного и фундаментального характера:
- выращивание кристаллов GaSe, LiGaSe2 и LiGaS2 высокого оптического качества и большого размера для получения оптических элементов, эффективно преобразующих лазерное излучение.
- разработка многопараметрической модели на основе теории эффективной среды, которая свяжет геометрию микроструктуры (оптимальной комбинации профиля поперечного сечения и глубины антиотражающих микроструктур с коэффициентом пропускания, что позволит подобрать соответствующую геометрию под каждую специфическую прикладную задачу использования кристаллов GaSe, LGSe и LGS;
- детальное исследование взаимосвязи между режимом и параметрами работы фемтосекундной лазерной технологической установки по нанесению микроструктур с получаемой геометрией и глубиной профиля микроструктуры;
- создание и исследование образцов кристаллов GaSe, LGSe и LGS с микроструктурами, исследование изменений в структуре и концентрации точечных дефектов в халькогенидных кристаллах, возникающих при формировании антиотражающих микроструктур на поверхности.
Решение перечисленных научно-технических задач позволит получить новое фундаментальное знание о процессах воздействия фемтосекундных импульсов на поверхность халькогенидных кристаллов, а также о взаимодействии света и вещества на границе раздела с микроструктурами. В то же время результаты проекта будут иметь прямое прикладное значение и заложат основу создания новых высокоэффективных нелинейных преобразователей ИК излучения с широким диапазоном перестройки.
Проект является междисциплинарным – на стыке материаловедения, кристаллографии, нелинейной оптики и спектроскопии, направлен на решение большого вызова, связанного с противодействием техногенным, биогенным, угрозам для общества, экономики и государства; способствует на развитие межрегионального и международного сотрудничества двух научных школ НГУ и МГТУ им. Баумана. и их ведущих молодёжных научных коллективов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Веденяпин В.Н.
Fabrication of antireflection microstructure on GaSe crystal surface by single-pulse femtosecond laser ablation
Proc. of SPIE (год публикации - 2020)
10.1117/12.2570879
2.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И.
Fabrication of antireflection microstructures on the surface of GaSe crystal by single-pulse femtosecond laser ablation.
Optics Letters (год публикации - 2020)
10.1364/OL.404515
3.
Тарабрин М.К., Бушунов А.А., Тесленко А.А., Сахарова Т., Хинкель Й., Усейнов И., Дотлер Т., Гейблер Ю., Артюшенко В., Лазарев В.А.
Fabrication of an antireflection microstructure on AgClBr polycrystalline fiber by single pulse femtosecond laser ablation
Optical Materials Express (год публикации - 2021)
10.1364/OME.413971
4.
Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А.
Review of Surface Modification Technologies for Mid‐Infrared Antireflection Microstructures Fabrication
Laser & Photonics Reviews (год публикации - 2021)
10.1002/lpor.202000202
5.
Елисеев А.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Достовалов А.В., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Шкляев А.А., Бабин С.А., Голошумова А.А., Громилов С.А.
Effect of antireflection microstructures on the optical properties of GaSe
Optical Materials Express, 12, 1593-1608 (год публикации - 2022)
10.1364/OME.455050
6.
Елисеев А.П, Федяй В.Е., Симонов В., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев А.А., Симанчук А., Бабин А., Достовалов А.
Femtosecond laser direct writing of antireflection microstructures on front and back sides of GaSe crystal.
Photonics, 9 (2022) 774 (год публикации - 2022)
10.3390/photonics9100774
7. Гурбатов С.О., Бородаенко Ю.М., Павлов Д.В., Митсай Е.В., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Исаенко Л.И., Кучмижак А.А. Fabrication of anti-reflection coatings on GaSe crystal surfaces by laser-induced periodic surface structuring. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 86 (2022) S81–S84 (год публикации - 2022)
8.
Елисеев A.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев A.A., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Голошумова A.A.
Исследование кристаллов GaSe с антиотражающими микроструктурами, полученными методом лазерной абляции
Материалы VI Международной школы молодых ученых «Нелинейная фотоника», стр. 11. (год публикации - 2022)
10.20205/978-5-4437-1352-6-11-12
9.
Тесленко А.А., Бушунов А.А., Исаенко Л.И., Шкляев А.А., Голошумова А.А., Лобанов С.И., Лазарев В.А., Тарабрин М.К.
Antireflection microstructures fabricated on the surface of the LiGaSe2 nonlinear crystal
Optics Letters, 48 (2023) 1196-1199. (год публикации - 2023)
10.1364/OL.480758
Публикации
1.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Веденяпин В.Н.
Fabrication of antireflection microstructure on GaSe crystal surface by single-pulse femtosecond laser ablation
Proc. of SPIE (год публикации - 2020)
10.1117/12.2570879
2.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И.
Fabrication of antireflection microstructures on the surface of GaSe crystal by single-pulse femtosecond laser ablation.
Optics Letters (год публикации - 2020)
10.1364/OL.404515
3.
Тарабрин М.К., Бушунов А.А., Тесленко А.А., Сахарова Т., Хинкель Й., Усейнов И., Дотлер Т., Гейблер Ю., Артюшенко В., Лазарев В.А.
Fabrication of an antireflection microstructure on AgClBr polycrystalline fiber by single pulse femtosecond laser ablation
Optical Materials Express (год публикации - 2021)
10.1364/OME.413971
4.
Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А.
Review of Surface Modification Technologies for Mid‐Infrared Antireflection Microstructures Fabrication
Laser & Photonics Reviews (год публикации - 2021)
10.1002/lpor.202000202
5.
Елисеев А.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Достовалов А.В., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Шкляев А.А., Бабин С.А., Голошумова А.А., Громилов С.А.
Effect of antireflection microstructures on the optical properties of GaSe
Optical Materials Express, 12, 1593-1608 (год публикации - 2022)
10.1364/OME.455050
6.
Елисеев А.П, Федяй В.Е., Симонов В., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев А.А., Симанчук А., Бабин А., Достовалов А.
Femtosecond laser direct writing of antireflection microstructures on front and back sides of GaSe crystal.
Photonics, 9 (2022) 774 (год публикации - 2022)
10.3390/photonics9100774
7. Гурбатов С.О., Бородаенко Ю.М., Павлов Д.В., Митсай Е.В., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Исаенко Л.И., Кучмижак А.А. Fabrication of anti-reflection coatings on GaSe crystal surfaces by laser-induced periodic surface structuring. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 86 (2022) S81–S84 (год публикации - 2022)
8.
Елисеев A.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев A.A., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Голошумова A.A.
Исследование кристаллов GaSe с антиотражающими микроструктурами, полученными методом лазерной абляции
Материалы VI Международной школы молодых ученых «Нелинейная фотоника», стр. 11. (год публикации - 2022)
10.20205/978-5-4437-1352-6-11-12
9.
Тесленко А.А., Бушунов А.А., Исаенко Л.И., Шкляев А.А., Голошумова А.А., Лобанов С.И., Лазарев В.А., Тарабрин М.К.
Antireflection microstructures fabricated on the surface of the LiGaSe2 nonlinear crystal
Optics Letters, 48 (2023) 1196-1199. (год публикации - 2023)
10.1364/OL.480758
Публикации
1.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Веденяпин В.Н.
Fabrication of antireflection microstructure on GaSe crystal surface by single-pulse femtosecond laser ablation
Proc. of SPIE (год публикации - 2020)
10.1117/12.2570879
2.
Бушунов А.А., Тесленко А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А., Исаенко Л.И., Елисеев А.П., Лобанов С.И.
Fabrication of antireflection microstructures on the surface of GaSe crystal by single-pulse femtosecond laser ablation.
Optics Letters (год публикации - 2020)
10.1364/OL.404515
3.
Тарабрин М.К., Бушунов А.А., Тесленко А.А., Сахарова Т., Хинкель Й., Усейнов И., Дотлер Т., Гейблер Ю., Артюшенко В., Лазарев В.А.
Fabrication of an antireflection microstructure on AgClBr polycrystalline fiber by single pulse femtosecond laser ablation
Optical Materials Express (год публикации - 2021)
10.1364/OME.413971
4.
Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Лазарев В.А.
Review of Surface Modification Technologies for Mid‐Infrared Antireflection Microstructures Fabrication
Laser & Photonics Reviews (год публикации - 2021)
10.1002/lpor.202000202
5.
Елисеев А.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Достовалов А.В., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Шкляев А.А., Бабин С.А., Голошумова А.А., Громилов С.А.
Effect of antireflection microstructures on the optical properties of GaSe
Optical Materials Express, 12, 1593-1608 (год публикации - 2022)
10.1364/OME.455050
6.
Елисеев А.П, Федяй В.Е., Симонов В., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев А.А., Симанчук А., Бабин А., Достовалов А.
Femtosecond laser direct writing of antireflection microstructures on front and back sides of GaSe crystal.
Photonics, 9 (2022) 774 (год публикации - 2022)
10.3390/photonics9100774
7. Гурбатов С.О., Бородаенко Ю.М., Павлов Д.В., Митсай Е.В., Елисеев А.П., Лобанов С.И., Исаенко Л.И., Кучмижак А.А. Fabrication of anti-reflection coatings on GaSe crystal surfaces by laser-induced periodic surface structuring. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 86 (2022) S81–S84 (год публикации - 2022)
8.
Елисеев A.П., Исаенко Л.И., Лобанов С.И., Шкляев A.A., Бушунов А.А., Тарабрин М.К., Тесленко А.А., Лазарев В.А., Голошумова A.A.
Исследование кристаллов GaSe с антиотражающими микроструктурами, полученными методом лазерной абляции
Материалы VI Международной школы молодых ученых «Нелинейная фотоника», стр. 11. (год публикации - 2022)
10.20205/978-5-4437-1352-6-11-12
9.
Тесленко А.А., Бушунов А.А., Исаенко Л.И., Шкляев А.А., Голошумова А.А., Лобанов С.И., Лазарев В.А., Тарабрин М.К.
Antireflection microstructures fabricated on the surface of the LiGaSe2 nonlinear crystal
Optics Letters, 48 (2023) 1196-1199. (год публикации - 2023)
10.1364/OL.480758