Autoritatea Contractanta : Ministerul Educatiei Nationale (MEN) - Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii (UEFISCDI) Programul : PARTENERIATE IN DOMENII
PRIORITARE PN
II Domeniul.
Materiale, procese si produse inovative Cod Proiect:
PN-II-PT-PCCA-2013-4-0412 Titlul
Proiectului: Cercetari privind corelatiile
dintre caracteristicile fizice ale suprafetelor active ale
componentelor optice
si pragul lor de distrugere in fascicul laser intens Contract de Finantare nr. 266/ 2014 Coordonator proiect: INFLPR – Laboratorul ISOTEST Partener: SC
IOR SA Durata proiectului: 01.09.2014 –
31.12.2016 Raport
de
activitate nr. 3/ 05.12.2016 Obiectivul etapei: Evaluarea influentei parametrilor /materialelor de depunere asupra PDCL al acoperirilor optice pe substrat de tip BK7 si FS. Rezultatele etapei Activitatea 3.1. din Planul de Realizare: Realizarea de seturi de probe identice depuse pe substrat de tip BK7 in diferite conditii bine controlate. Masurari prin testul S-on-1 pentru studiul corelatiei PDCL cu diferite materiale/ parametri de depunere (Partea I). SC IOR SA a realizat substraturi din sticla optica tip BK7 (H-K9L, China) procesate in tehnologia P3-RCL elaborata in cadrul prezentului proiect. Pe aceste substraturi SC IOR SA a depus prin procese fizice de evaporare, transport si condensare in vid 3 tipuri diferite de acoperiri optice: Acoperire antireflex (AR) de tip AR1 (Al2O3/ SiO2) la lungimea de unda de 1064 nm; Acoperire AR de tip AR2 (TiO2/ SiO2) la 1064 nm; Acoperire reflectanta (HR) de banda larga (vizibil, infrarosu apropiat) de tip oglinda de argint. INFLPR a efectuat masurari PDCL prin testul S-on-1 pe toate tipurile de probe depuse pe substrat H-K9L: AR1, AR2 si HR. Pentru fiecare proba testata au fost masurate caracteristicile de distrugere S-on-1 pentru 0% si 50% probabilitate de distrugere. Prin extrapolarea celor doua caracteristici de distrugere pentru un numar mare de pulsuri (108), au fost deduse valorile extrapolate H0(108) e si H50(108) ale densitatii maxime de energie per puls la pragul de distrugere, pentru o probabilitate de distrugere de 0% si respectiv de 50%. Toate valorile extrapolate au fost scalate pentru o durata standard de puls de 10 ns. Nivelul de rugozitate al suprafetelor rezultate din procesul de depunere a fost evaluat prin masurari AFM. Rezultate experimentale obtinute (Valori medii): 3.1.1. Acoperire AR de tip AR1: H0(108) = 18.5 J/cm2 ± 12% ; H50(108) = 27.2 J/cm2 ± 12%;
3.1.3. Acoperire AR de tip AR2 (probe tratate termic (calcinare) dupa depunere) : H50(10) ≈ 2 J/cm2. 3.1.4. Acoperire de tip HR: H0(108)≈ 1 J/cm2 cm2 ± 13% ; H50(108) = 1.3 J/cm2 ± 14%;. Activitatea 3.2: Realizarea de seturi de probe identice depuse pe substrat de tip FS in diferite conditii bine controlate. Masurari prin testul S-on-1 pentru studiul corelatiei PDCL cu diferite materiale/ parametri de depunere (Partea I). INFLPR a efectuat teste S-on-1 pe acoperiri AR1 si AR2 realizate de SC IOR SA pe substraturi din FS procesate in tehnologie P3-RCL cu ultima treapta de polisare fina de tip Ct3Ot4. Rezultate experimentale obtinute (masurari dupa tratamentul de calcinare): 3.2.1. Acoperire antireflex de tip AR1: H0(108) = 17.8 ± 3.8%; H50(108) = 27.2 J/cm2 ± 11%. Rugozitatea rms a suprafetelor depuse: Rq = 1.1 nm. 3.2.2. Acoperire de tip AR2: H0(108) in gama (0.8 - 1.3) J/cm2. Activitatea 3.3. Analiza si optimizarea tehnologiei de depunere in corelatie cu valorile maxime ale PDCL masurate prin testul S-on-1. Analiza datelor experimentale acumulate in Etapa 3/2015 a condus la urmatoarele rezultate privind optimizarea tehnologiei de depunere in corelatie cu caracteristicile PDCL: - A fost definitivata tehnologia de procesare a suprafetelor substraturilor de tip FS pentru depunere (tehnologie P3-RCL cu ultima treapta de polisare fina de tip Ct3Ot4), care duce la un nivel inalt al PDCL (H0(108) > 50 J/cm2) si amelioreaza calitatea optica a suprafetelor procesate (rugozitatea Rq < 1.1 nm). - Acoperirea antireflex de tip AR1(Al2O3/ SiO2) pe substraturi tip BK7 si FS procesate in tehnologie P3-RCL a prezentat o valoare ridicata a fluentei maxime per puls la pragul de distrugere, H0(108)≈ 18 J/cm2, care se incadreaza in gama de valori ale specificatiilor PDCL furnizate de producatori cunoscuti de componente optice pentru laseri de mare putere. - Acoperirea antireflex de tip AR2 (TiO2/ SiO2) pe substraturi tip BK7 a prezentat caracteristici DCL semnificativ mai scazute fata de AR1, care nu au permis aplicarea testului S-on-1. Pe probe calcinate, a fost estimata o valoare H50(10) ≈2 J/cm2, net inferioara in raport cu AR1. - Acoperirea HR (oglinda de argint) pentru domeniul spectral VIS – IR apropiat depusa pe substraturi tip BK7 a prezentat valori H0(108) ≈ 1 J/cm2, care sunt la nivelul specificatiilor PDCL (1 – 1.2 J/cm2) furnizate de Eksma Optics (Lituania) si Edmund Optics® (UK). A rezultat ca tehnologia P3-RCL nu duce la o crestere a valorii PDCL masurate, in raport cu tehnologia standard P3 de fabricare a substraturilor optice utilizata de SC IOR SA. Ca urmare, pentru acest tip de acoperire, studiile experimentale vor fi continuate pe substraturi procesate P3. - Tratamentul de calcinare aplicat acoperirilor AR2 depuse pe substrat FS a dus la ameliorararea performantelor DCL, fiind obtinute caracteristici S-on-1 care tind sa se satureze odata cu cresterea numarului de pulsuri. Valorile extrapolate din datele experimentale pentru parametrul H0(108) s-au incadrat in gama (0.8 - 1.3) J/cm2. Acest prim rezultat este foarte promitator in efortul de a realiza acoperiri AR2 cu un nivel PDCL bine definit, utilizabile in domeniul aplicatiilor laser de mica-medie putere (LIDAR, telemetrie, supravegherea perimetrelor, spectroscopie). Activitatea 3.5 - Diseminarea rezultatelor · INFLPR a actualizat pagina web a proiectului LIDOPTICS (link direct http://isotest.inflpr.ro/lidoptics.html). · A fost publicata lucrarea: "Analysis of cumulative versus ISO-recommended calculation of damage probability using a database of real S-on-1 tests", Proc. SPIE 9632, 96321H (2015), autori A. Zorila, A. Stratan, I. Dumitrache, L. Rusen, G. Nemes. · A fost trimisa spre publicare lucrarea "Comparing the ISO-recommended and the cumulative data-reduction algorithms in laser damage testing by a reverse approach method", autori Alexandru Zorila, Aurel Stratan, George Nemes [Manuscript #A161164].
Concluzii Consideram ca sunt indeplinite in totalitate si in bune conditiuni activitatile de cercetare-dezvoltare prevazute in Planul de Realizare al Etapei de executie nr. 3/2016 a proiectului LIDOPTICS, in conformitate cu obiectivele si cu rezultatele preconizate ale acestei etape. Pana in prezent nu sunt de semnalat factori care ar putea intarzia derularea planificata a activitatilor proiectului.
Contact : Director
Proiect, Dr. Aurel Stratan E-mail :
aurel.stratan@inflpr.ro Tel. :
021 457 45 62
|