Разработка макета источника когерентного излучения для

Заявка на участие в программе целевой подготовки кадров с участием
средств бюджета Новосибирской области в 2014/15 и 2015/16 учебных годах
I Форма сведений о предприятии и потребностях проектов
1. 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: [email protected]
Сайт – http://www.detectors.lc-solutions.com/
2.Предприятие является
o Участником кластера
o Резидентом технопарка
o Иное ________________________________________________________
3. Заявка на магистрантов в соответствии с представленными проектами*
Проект _____ Разработка макета источника когерентного излучения средней
мощностью 1 Вт в диапазоне 2,5-4 мкм __
№ Наименование
вуза
1
Направление (факультет/кафедра, если
определены)
Необходимое
количество
целевых мест
1
Новосибирский
Кафедра Лазерных Систем
государственный
технический
университет
*- На каждый проект дополнительно предоставляется описание проекта (см. раздел II)
II Описание проекта
Структура описания проекта:
1.Описание сути проекта:
Целью данного проекта является разработка макета источника когерентного излучения
средней мощностью 1 Вт в диапазоне 2,5-4 мкм. В настоящее время основными источниками
накачки в ближнем ИК-диапазоне являются: Nd:YAG лазер (1,064 мкм), Nd:YLF лазер (1,053
мкм), волоконные лазеры, легированные ионами эрбия Er3+ (1,53-1,6 мкм), гольмия Ho3+ (2 мкм),
ионами тулия Tm3+ (1,85-2,1 мкм), ионами иттербия Yb3+ (0,98-1,2 мкм). В ряде приложений таких
как: оптико-акустическая спектроскопия, параметрическая генерация света в среднем и дальнем
ИК-диапазоне, создание лидарных систем для мониторинга газового состава атмосферы
оптимальным является использование перестраиваемого источника когерентного излучения
средней мощностью 1 Вт. Принцип работы оптико-акустической спектроскопии и лидарных
систем строится на эффекте поглощения молекулами различных веществ определенных длин
волн, что приводит к необходимости перестраиваемого источника в требуемом диапазоне. Для
решения поставленной задачи подходит параметрический генератор света (ПГС) на основе
периодически поляризованной структуры ниобата лития (PPLN). Кристалл PPLN прозрачен в
спектральном диапазоне 0,4-5,5 мкм, имеет высокий нелинейный коэффициент (deff=14,2 пм/В),
порог оптического разрушения 500-2000 МВт/см2. В настоящее время кристаллы PPLN
реализованы в нескольких вариантах: c постоянным периодом, со сложной структурой (multiple), с
линейно изменяющимся периодом (chirped), каскадным периодом, а также веерная структура
(конфигурация «fun-out»). Для реализации проекта необходим кристалл PPLN с веерной
структурой. Для накачки кристалла используются коммерчески доступные лазеры Nd:YAG,
Nd:YLF с длиной волны 1,064 мкм и 1,053 мкм, соответственно. Таким образом, решение
поставленной задачи является не только интересным, но и перспективным проектом разработки.
Дальнейшее развитие подобных систем позволит создавать компактные недорогие
лазерные системы, работающие в спектральном диапазоне от 2,5 до 4 мкм средней мощностью
1 Вт.
Основные технологические, организационные, экономические и иные препятствия и риски
для реализации проекта: основной сложностью при реализации проекта является коммерческая
доступность требуемых кристаллов. На территории РФ производством подобных кристаллов занимается
компания ООО «Лабфер». В мире производством и поставкой кристаллов является компания, что означает
увеличение не только стоимости самого нелинейного элемента, но и его поставки.
С другой стороны, для когерентного излучения средней мощностью 1 Вт необходим источник
накачки с частотой повторения импульсов более 50 кГц. Важна прецизионная стабилизация температуры
кристалла.
2.Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении
Кристалл PPLN является наиболее широко распространенным для нелинейно-оптических
применений, использующих квазифазовый синхронизм в спектральном диапазоне от 2 до 5 мкм. Также
PPLN структура используется в качестве первого плеча накачки халькогенидных кристаллов среднего и
дальнего ИК-диапазона.
1. Myers L.E. at el., Quasi-phase-matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled
LiNbO3 // J. Opt. Soc. Am. B. – 1995. – Vol. 12, No. 11
2. Edler I.F., Terry J.A.C. Efficient conversion into the near- and mid-infrared using a PPLN-OPO // J.
Opt. A: PureAppl. Opt. 2. – 2000. – L19-L23
3. Lin H. et al., Extra-cavity, widely tunable, continuous wave MgO-doped PPLN optical parametric
oscillator pumped with a Nd:YVO4 laser // Optical Materials, 32. – 2009. – pp. 257-260
4. Liu J., Liu Q., Yan X., Chen H., Gong M. High repetition frequency PPMgOLN mid-infrared optical
parametric oscillator // Laser Phys. Lett. – 2010. – Vol.7; No. 9. – P. 630-633
5. Gorelik P.V., Wong F.N.C., Kolker D.B., Zondy J.-J. Cascaded optical parametric oscillation with a
dual-grating periodically poled lithium niobate crystal // Opt. Lett. – 2006. – V. 31. – P. 2039.
6. Колкер Д.Б., Пустовалова Р.В., Старикова М.К., Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Кузнецов
О.М., Кистенев Ю.В. Параметрический генератор в области 2,4-4,3 мкм с накачкой
малогабаритным наносекундным Nd:YAG лазером // Оптика атмосферы и океана. – 2011. – 24. –
№10. – C. 910-914
3.Описание потребителей результатов проекта
Подобные источники излучения в спектральном диапазоне от 2,5 до 4 мкм могут быть
использованы для газоанализа, мониторинга окружающей среды и других специальных приложений.
4.Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта –
– в настоящее время не существует коммерчески доступных перестраиваемых источников
излучения мощностью 1 Вт в диапазоне от 2,5 до 4 мкм.
5. Особые потребности проекта: не более половины страницы
6. Этап реализации проекта в настоящее время (возможно отметить несколько)
o Разработка замысла
o Формирование инвестиционного проекта или других форм описания проекта
Стадия НИР 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.
Также необходимо формирование междисциплинарной группы в составе:
1. Инженер-электроник (разработка платы контроллера для реализации автоматической системы
термостабилизации, 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.
7. Сроки реализации проекта
o Менее 1-го года
o До двух лет
o До трех лет
o Больше трех лет
o Не определены
8. Предполагаемый уровень заработной платы магистра после трудоустройства (указать)
____________25 тыс ______________
9.Партнеры компании в проекте (если есть) – нет
10. Предполагаемый вклад в ВРП области по итогам реализации проекта, а также иные
экономические показатели, имеющие значение для проекта