skip to Main Content

Technologijos

Atominio storio sluoksnių nusodinimas (Atomic Layer Deposition ALD)

Optinių dangų laboratorijoje 2017 metais pradėti eksperimentiniai tiriamieji darbai įsisavinant atominio storio sluoksnių nusodinimo – ALD technologiją. Ši technologija užtikrina aukštos kokybės, stabilią, atsikartojančią plonų sluoksnių struktūrą ant įvairių 2D ir 3D paviršių, kurių gabaritai gali būti nuo 1-2 m iki nano struktūrų tokių kaip nanosiūlai, nanovamzdeliai. Pastaraisiais metais, pradėjo augti susidomėjimas ALD taikymo galimybėmis optinių dangų gamyboje, kur iki šiol vyravo fizinio garų nusodinimo technologijos (terminis garinimo, jonapluoštis ir magnetroninis dulkinimas). ALD technologijos taikymas ypatingai aktualus sprendžiant sudėtingos struktūros (mažo kreivumo radiuso, daugiabriaunių prizmių, gardelių ir kt.), mažų matmenų (1-3 mm ir mažiau), optinių komponentų dengimo optinėmis dangomis problemas.

 

odl1

Optinių elementų charakterizavimas lazerine spinduliuote

Sparčiai tobulėjant lazerinėms technologijoms vis labiau kyla ir reikalavimai optiniams elementams. Jie turi pasižymėti ne tik sudėtingomis ir tiksliomis spektrinėmis savybėmis, bet ir aukštu atsparumu lazerio spinduliuotei.

Tokių optinių dangų charakteristikų tyrimams laboratorijoje 2016 metais buvo sukurtas automatizuotas lazerinis stendas.

Pagrindiniai šiuo metu vykdomi tyrimai:

  1. Optinių elementų atsparumas lazerio spinduliuotei (pagal ISO-11254 standartą, bei modifikuotą mikrofokusuojant). Defektų įtaka optiniam atsparumui. Dangos kokybės įvertinimas pagal pažaidos morfologiją.
  2. Veidrodžių atspindžio koeficientų įvertinimas naudojantis CRD metodiką įvairiems pluošto kritimo kampams ir poliarizacijai.
  3. Optinių elementų paviršių sklaidos skirstinio („žemėlapio“) fiksuotu kampu nustatymas.

 

odl2
odl4
old6
odl3
old5
old7

Kontroliuojamos dispersijos dangos ultratrumpų impulsų trukmės valdymui

Ultratrumpų impulsų generacijos procese svarbu efektyviai kompensuoti pluošto kelyje per medžiagą sukauptą teigiamą dispersiją. Šiam tikslui pasiekti vis dažniau naudojami čirpuoti veidrodžiai, gebantys dėl pluošto skirtingo įsiskverbimo gylio ir rezonansinių efektų sukurti anomalią dispersiją tokiose optinėse dangose. Pagrindiniai šioje tematikoje sprendžiami uždaviniai:

  1. Čirpuotų veidrodžių optinio atsparumo ultratrumpiesiems lazeriniams impulsams didinimas.
  2. Pasiekti ypač dideles grupinio vėlinimo dispersijos (GVD ~ 10 000 fs2) čirpuotų dangų impulsų spūdos charakteristikas.
  3. Sumažinti sistemų iš plataus spektro čirpuotų veidrodžių porų GVD osciliacijas.

 

old8
old10
old9
old11

Išskirtinių parametrų optinės dangos

Ekstremalių parametrų optinėms bei lazerinėms sistemos reikalingi išskirtinai aukštų parametrų optiniai elementai. Optinių dangų laboratorijoje vystomi moksliniai tyrimai šiose parametrų grupėse:

  1. Kompensuotų vidinių įtempių dangos su aukštu paviršiaus plokštiškumu.
  2. Ypač aukšto atsparumo lazerinei spinduliuotei dangos (LIDT ~ 100 J/cm2 @1064 nm).
  3. Dangos su labai maža sklaida ir sugerties nuostoliais (<1-10 ppm @ 532-1064 nm).

 

old12
old13

Garinimo kampu technologija (GLAD)

Garinant GLAD technologija galima keisti ir kontroliuoti kampą tarp garų srauto ir pagrinduko paviršiaus. Tokiu būdu daugiasluoksnėse dangose galima gauti skirtingą individualių sluoksnių porėtumą ir struktūrą. Ši technologija labai aktuali dielektrinių veidrodžių ir skaidrinančių dangų formavimui naudojant tik SiO2 medžiagą, kadangi tokios dangos pasižymi ypač aukštu atsparumu lazerinei spinduliuotei lyginant su standartinėmis dangomis. GLAD metodika taip pat galima suformuoti daugiasluoksnes struktūras, kurios veikia kaip fazinės plokštelės arba nulio laipsnių kampo poliarizatoriai.

Optinių dangų laboratorijoje formuojamos ir tiriamos skulptūrinės dangos ir iš kitų medžiagų (SiO2, LaF3, Al2O3 ir kt.). Formuojant tokius sluoksnius ant nanostruktūrizuotų paviršių aptinkamos ir tiriamos unikalios tokių dangų savybės.

 

old14a

Optinių pagrindų skirtų ypač didelio atsparumo optinėms dangoms paruošimas ir tyrimai.

Poliruoti lydyto kvarco (FS) pagrindai pasižymi popaviršinių defektų sluoksniu, kuris absorbuoja lazerinę spinduliuotę ir mažina jų optinį atsparumą. Vykdomi tyrimai siekiant pašalinti šį popaviršinių defektų sluoksnį, naudojant ėsdinimą argono bei deguonies plazma. Pagrindinės tyrimų užduotys:

  1. Plazmos parametrų bei ėsdinimo gylio įtakos pagrindų paviršiaus šiurkštumui bei optiniam atsparumui tyrimai.
  2. Plazma ėsdintų pagrindų dengimas skaidrinančiomis dangomis, poliarizatoriams ir spektro dalikliams, bei jų atsparumo lazerio impulsams tyrimai.

 

old15
old16
old18
od16
old17

Optinių dangų metalų salelių pagrindu formavimas ir tyrimai.

Vykdomi ultra-plonų metalinių sluoksnių formavimo eksperimentai naudojant garinimą elektronų pluoštų ir magnetroninį dulkinimą. Tiriami garinimo procesų parametrų įtaka plonų metalinių sluoksnių formavimuisi ir savybėms. Nustatomos sąlygos, lemiančios ištisinio ar salelių tipo sluoksnių susidarymo struktūrą.

Atliekami optinių dangų, suformuotų įterpiant ultra-plonus metalinius sluoksnius tarp dielektrinių sluoksnių tyrimai. Siekiama išsiaiškinti tokių optinių dangų savybes ir praktinio pritaikymo galimybes.

 

old19
old20