14–15 декабря 2010 года на собрании Российской академии наук (РАН) в Москве "Лазеры: 50 лет в науке, технике и медицине" рассматривалось применение лазерных технологий в различных отраслях, включая наноиндустрию.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
ISSN 1993-8578
ISSN 2687-0282 (online)
Книги по нанотехнологиям
Книги по теме
Редактор оригинального издания С. Катаяма

читать книгу
Вакс Е.Д., Лебёдкин И.Ф., Миленький М.Н., Сапрыкин Л.Г., Толокнов А.В.

читать книгу
Айхлер Ю., Айхлер Г.И.

читать книгу
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под ред. Кавалейро А., Хоссона Д. де
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #3/2011
Л.Раткин
Лазерные технологии для наноиндустрии
Просмотры: 4020
14–15 декабря 2010 года на собрании Российской академии наук (РАН) в Москве "Лазеры: 50 лет в науке, технике и медицине" рассматривалось применение лазерных технологий в различных отраслях, включая наноиндустрию.
Во вступительном слове акад. Ю.Осипов подчеркнул важную роль лауреатов Нобелевской премии 1964 года академиков РАН А.Прохорова, Н.Басова, а также Ч.Таунса (США) в развитии лазерной индустрии.
В докладе нобелевского лауреата, вице-президента РАН акад. Ж.Алферова был поднят широкий спектр вопросов – от фундаментальных исследований в сфере нанотехнологий и полупроводниковых лазеров до методологии преподавания наноиндустриальных дисциплин на примере Санкт-Петербургского академического университета – научно-образовательного центра нанотехнологий РАН.
Рассматривая исторические аспекты, докладчик отметил, что состязание СССР и США стимулировало ускорение работ по созданию лазеров на p-n-переходах: эффективная межзонная излучательная рекомбинация GaAs-диодов наблюдалась в ФТИ АН в январе 1962 года, а в Lincoln Lab (МТИ) – в июле того же года, в сентябре-декабре 1962 года в ФИАН исследовалось когерентное излучение из GaAs-перехода. Одновременно такие же работы проводились General Electric и IBM. Односторонняя инжекция в классических гетероструктурах была теоретически обоснована В.Шокли в 1948 году, диффузии во встроенном квазиэлектрическом поле – Г.Кремером в 1956 году, суперинжекция – группой Ж.Алферова в 1966 году. Экспериментальная проверка этих теоретических положений проведена группой Ж.Алферова в 1965, 1967 и 1968 годах, соответственно. В 1962 году Л.Келдышем были выдвинуты идеи сверхрешеток, а предложения по изучению электронных и оптических ограничений для таких структур сформулированы Ж.Алферовым, Р.Казариновым и Г.Кремером в 1963 году. Соответствующие эксперименты были проведены группами Ж.Алферова в 1968  и Л.Есаки в 1970 году. Решеточно-согласованные гетеропереходы Ge-GaAs исследовались Р.Андерсоном в 1959 году, Al-GaAs – Ж.Алферовым, Д.Вудалом и Г.Руппрехтом в 1967 году.

Возможность контроля in situ точности роста структур по составу и толщине и чистота материалов АIIIВV достигаются при применении молекулярно-пучковой эпитаксии. Приборно-ориентированной крупномасштабной технологией, обеспечивающей получение высокочистых материалов, является газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений с однородностью распределения и воспроизводимостью от пластины к пластине, достигаемыми благодаря оригинальному методу вращения подложек.
Создание перенастраиваемых лазеров с диапазоном непрерывной перестройки 175 нм стало возможным благодаря методу преднамеренного разупорядочения квантовых точек.
Мощные полупроводниковые лазеры на наноструктурах применяются в навигации, для резки и сварки, в медицинской технике, атмосферной и волоконно-оптической связи, волоконных лазерах, атмосферных лидарах, для передачи энергии в волокне и атмосфере.
Выступление акад. С.Багаева касалось применения лазеров в метрологии и высокопрецизионной физике, перспектив научного сотрудничества РФ (Институт лазерной физики СО РАН) и Франции (Лаборатория физики лазеров Университета Париж-Норд) в рамках программы GDRE "Лазеры, оптические информационные технологии и нанотехнологии" и гранта РФФИ.
В докладе директора Научного центра волоконной оптики РАН акад. Е.Дианова рассматривались вопросы развития лазерной и волоконно-оптической индустрии. Отмечалась, в частности, перспективность развития промышленного производства фемтосекундных волоконных лазеров для создания нано- и микроструктур, прецизионной обработки различных материалов, в медицине и биологии, а также в астрофизике для фундаментальных исследований по поиску экзопланет и определению скорости расширения Вселенной с точностью 1 см/с, в прецизионных и компактных оптических часах.
Лауреат Государственной премии РФ в области науки и технологий за 2009 год д.ф.-м.н. проф. Н.Винокуров (Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН) затронул проблему создания лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). В соавторстве с академиками А.Скринским и Г.Кулипановым проведены исследования, проанализированы достижения и спрогнозированы перспективы развития лазерных технологий. В частности, при абляции оргстекла несфокусированным лазерным пучком за 3 мин без признаков горения материала просверлено отверстие длиной 50 мм. Такой механизм, как отметил докладчик, может найти применение при производстве наноматериалов.
Ретроспектива развития лазерных технологий была представлена в докладе секретаря Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН акад. Е.Велихова. Он отметил, что создание первого лазера Т.Мейманом и первого СО2- лазера К.Пателом способствовало ускорению разработки лазерного оружия. Среди первоочередных задач в этой сфере докладчик отметил оптимизацию взаимодействия лазерного излучения с материалами, разработку высокоточных систем определения местоположения быстро перемещающихся мишеней, систем наведения лазерных пучков, создание экспериментальных лазеров с мощностью от 1 МТ и энергией порядка 10 МДж, а также разработку технологии производства спецтехники, в том числе оптики для высокомощных световых потоков. Отмечено, в частности, что для мощных лазеров были разработаны технологии "силовых" оптических компонентов, в том числе адаптивных, для систем вывода и управления излучением и резонаторов, обеспечивающие высокую стабильность качества лазерного пучка.
Созданы также теоретические модели с описанием свойств активной среды, оптики резонаторов и электрического газового разряда, сконструированы эффективные и высоконадежные опторезонаторы и обоснованы методы получения активной среды в больших объемах. Были представлены результаты разработки, в том числе, технологических быстропоточных CO2-лазеров с самостоятельным разрядом постоянного тока мощностью 3 кВт, а также мощностью 10 кВт с накачкой самостоятельным разрядом и прокачкой газа с помощью турбины авиадвигателя, многолучевых СО2-лазеров с диффузионным охлаждением и накачкой безэлектродным разрядом переменного тока мощностью 3 кВт, импульсно-периодических лазеров для разделения изотопов и обработки материалов, экспериментальных технологических CO2-лазеров с быстрым потоком рабочей смеси мощностью 13 кВт. Эти работы позволили внедрить в промышленное производство широкий спектр лазерных технологий, доработанных до нанометрового диапазона.
Акад. Е.Велихов рассказал также об истории становления ведущего отраслевого Института проблем лазерных и информационных технологий (ИПЛИТ) РАН, созданного в 1979 году как НИЦ по технологическим лазерам АН СССР при активной поддержке президента АН СССР А.Александрова. При разработке и производстве промышленных технологических лазеров и комплексов для обработки материалов была разработана серия специализированных лазеров,том числе многолучевой СО2-лазер мощностью 4 кВт с диффузионным охлаждением рабочей смеси, СО2-лазер с поперечной прокачкой 2,5 и 5 кВт, лазерный технологический комплекс на основе быстропроточного СО2-лазера мощностью 6 кВт с применением самофильтрующего резонатора для резки листовых материалов (например, стали толщиной до 25 мм). Докладчик отметил, что в условиях возрастающей конкуренции на рынке вооружений и военной техники применение лазерных технологий позволило на нанотехнологической базе создать конкурентоспособные оборонительные системы нового поколения.
Лауреат Государственной премии РФ в области науки и технологий за 2009 год, директор ИПЛИТ РАН акад. В.Панченко посвятил выступление лазерно-информационным биомедицинским технологиям. В частности, им рассмотрено использование лазеров в отоларингологии, интеллектуальных лазерных систем в медицине для дистанционного биомоделирования, адаптивных оптических систем для офтальмологии, поверхностно-селективное лазерное спекание (ПСЛС) и сверхкритические флюидные технологии для создания биоматериалов и матриц для тканевой инженерии, лазерные технологии быстрого прототипирования и стереолитографии. Докладчик отметил, что уже в 2004 году в институте была достигнута разрешающая способность в 180 нм.
В выступлении чл.-кор. РАН В.Конова (Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН) рассматривались результаты работ по лазерно-плазменной микро- и нанотехнологии со средней мощностью излучения 50–100 кВт, длительностью воздействия от фемтосекундного до непрерывного. Исследования проводились в вакууме, жидкости или газе с интенсивностью облучения до 1014–1016 Вт/см2, в видимом, УФ- и ИК-диапазонах, с квантово-размерными структурами, газами, твердыми телами, плазмой и жидкостью. Наблюдалась генерация лазерной плазмы, лазерная абляция, фотовозбуждение и ионизация вещества, стимулирование излучением химических реакций, а также изменение фазового состава, модификация структуры и термодеформация. Отмечена перспективность методов создания микро- и наноструктур в объеме и на поверхности материалов, том числе наноструктур при лазерной графитизации алмаза. (Принцип локального микро- и наноструктурирования в объеме твердых тел предполагает минимизацию энергии лазерного импульса для исключения механических разрушений, низкую интенсивность лазерного излучения, прозрачность и наблюдаемость фазовых или структурных превращений материала).
Фото Л.Раткин
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art