eng
Technologies and Technology Equipment
Tехнологии и технологическое оборудование
A. V. Naumov, V. V. Startsev
Preparation of Some Bulk Photonics Crystals by the Melt Crystallization Methods in Russia. Part I DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.272.286
The paper presents an overview of the state-of-the-art methods for melt preparation of some bulk photonics crystals. The first part of the review analyzes the current situation in Russia for some industrially significant photonics crystals. The factors that are important for modern production, as well as the determinant factors for control of the composition, structure, morphology, and other properties of industrial optical materials, are indicated.
Preparation of Some Bulk Photonics Crystals by the Melt Crystallization Methods in Russia. Part I DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.272.286
The paper presents an overview of the state-of-the-art methods for melt preparation of some bulk photonics crystals. The first part of the review analyzes the current situation in Russia for some industrially significant photonics crystals. The factors that are important for modern production, as well as the determinant factors for control of the composition, structure, morphology, and other properties of industrial optical materials, are indicated.
А. В. Наумов, В. В. Старцев
Получение методами кристаллизации из расплава некоторых объемных кристаллов фотоники в России. Часть 1 DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.272.286
В работе представлен обзор современного состояния методов получения некоторых объемных кристаллов фотоники из расплава. В первой части обзора дан анализ текущего состояния дел в России для некоторых промышленно важных кристаллов фотоники. Отмечены факторы, являющиеся значимыми для современного производства, а также определяющими факторами для контроля состава, структуры, морфологии и других свойств промышленных оптических материалов.
Получение методами кристаллизации из расплава некоторых объемных кристаллов фотоники в России. Часть 1 DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.272.286
В работе представлен обзор современного состояния методов получения некоторых объемных кристаллов фотоники из расплава. В первой части обзора дан анализ текущего состояния дел в России для некоторых промышленно важных кристаллов фотоники. Отмечены факторы, являющиеся значимыми для современного производства, а также определяющими факторами для контроля состава, структуры, морфологии и других свойств промышленных оптических материалов.
Теги: crystal growth crystallization family czochralski and bridgman methods gaas single crystal выращивание кристаллов кристаллизация монокристалл семейство методов чохральского и бриджмена
S. V. Sidorova, K. M. Moiseev, D. D. Vasilev, M. V. Nazarenko, I. V. Mikhailova
Plasma Treatment of Material Surfaces for the Photonics Applications DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.288.295
Plasma treatment is a powerful tool for cleaning the material surface from contamination, reducing the surface roughness, increasing the surface energy and surface modification. The use of plasma processing systems in the process equipment chain is a global trend. The article presents the results of high-frequency gas discharge plasma processing in the MPC RF‑12 plasma treatment systems. The influence of plasma treatment parameters and modes, namely power and time, on the treatment quality, determined by the contact angle, is studied. It is shown that in some cases it is possible to obtain the similar results with different ratios of plasma treatment parameters.
Plasma Treatment of Material Surfaces for the Photonics Applications DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.288.295
Plasma treatment is a powerful tool for cleaning the material surface from contamination, reducing the surface roughness, increasing the surface energy and surface modification. The use of plasma processing systems in the process equipment chain is a global trend. The article presents the results of high-frequency gas discharge plasma processing in the MPC RF‑12 plasma treatment systems. The influence of plasma treatment parameters and modes, namely power and time, on the treatment quality, determined by the contact angle, is studied. It is shown that in some cases it is possible to obtain the similar results with different ratios of plasma treatment parameters.
С. В. Сидорова, К. М. Моисеев, Д. Д. Васильев, М. В. Назаренко, И. В. Михайлова
Плазменная обработка поверхностей материалов для задач фотоники DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.288.295
Плазменная обработки является мощным инструментом для очистки поверхностей материалов от загрязнений, уменьшения шероховатости поверхности, повышения поверхностной энергии и модификации поверхности. Использование установок плазменной обработки в цепочке технологического оборудования является общемировой тенденций. В статье приведены результаты обработки в плазме высокочастотного газового разряда в установке плазменной обработки MPC RF‑12 стеклянных подложек, используемых в изделиях фотоники. Исследовано влияние параметров и режимов плазменной обработки, а именно мощности и времени, на качество обработки, определяемое углом смачивания. Показано, что в некоторых случаях можно достичь сходных результатов при разном соотношении параметров плазменной обработки.
Плазменная обработка поверхностей материалов для задач фотоники DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.288.295
Плазменная обработки является мощным инструментом для очистки поверхностей материалов от загрязнений, уменьшения шероховатости поверхности, повышения поверхностной энергии и модификации поверхности. Использование установок плазменной обработки в цепочке технологического оборудования является общемировой тенденций. В статье приведены результаты обработки в плазме высокочастотного газового разряда в установке плазменной обработки MPC RF‑12 стеклянных подложек, используемых в изделиях фотоники. Исследовано влияние параметров и режимов плазменной обработки, а именно мощности и времени, на качество обработки, определяемое углом смачивания. Показано, что в некоторых случаях можно достичь сходных результатов при разном соотношении параметров плазменной обработки.
Теги: cleaning of optical elements low-temperature pulsed plasma plasma surface treatment technology for manufacturing optical components низкотемпературная импульсная плазма очистка оптических элементов плазменная обработка поверхности технология изготовления оптических компонентов
Nanophotonics
Нанофотоника
A. A. Nikitin, K. O. Voropaev, A. A. Ershov, I. A. Ryabсev, A. V. Kondrashov, M. V. Parfenov, A. A. Semenov, A. V. Shamrai, E. I. Terukov, A. V. Petrov, A. B. Ustinov
Study of Silicon Nitride Film Deposition Technology for Application in the Photonic Integrated Circuits DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.296.304
The article is devoted to the production technology of optical micro-waveguides made of silicon nitride. The silicon substrates with a silicon oxide sublayer were used to produce the waveguide structures. The silicon nitride films were deposited on the silicon oxide surface by plasma-enhanced chemical vapor deposition and low-pressure chemical vapor deposition. The silicon nitride film thickness varied from 710 to 730 nm, depending on the chemical vapor deposition technology. Photolithography and reactive-ion etching were used to produce the waveguide structures. The waveguide structure width varied from 1 to 5 μm with a pitch of 500 nm. A cladding layer of silicon oxide was deposited on the structure surface. This paper describes the study of losses at a wavelength of 1.55 μm in the waveguide structures made by both chemical vapor deposition methods. A comparison of the deposition methods demonstrated that the developed method of plasma-enhanced chemical vapor deposition provided a significant reduction in the losses in structures compared to the low-pressure chemical vapor deposition.
Study of Silicon Nitride Film Deposition Technology for Application in the Photonic Integrated Circuits DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.296.304
The article is devoted to the production technology of optical micro-waveguides made of silicon nitride. The silicon substrates with a silicon oxide sublayer were used to produce the waveguide structures. The silicon nitride films were deposited on the silicon oxide surface by plasma-enhanced chemical vapor deposition and low-pressure chemical vapor deposition. The silicon nitride film thickness varied from 710 to 730 nm, depending on the chemical vapor deposition technology. Photolithography and reactive-ion etching were used to produce the waveguide structures. The waveguide structure width varied from 1 to 5 μm with a pitch of 500 nm. A cladding layer of silicon oxide was deposited on the structure surface. This paper describes the study of losses at a wavelength of 1.55 μm in the waveguide structures made by both chemical vapor deposition methods. A comparison of the deposition methods demonstrated that the developed method of plasma-enhanced chemical vapor deposition provided a significant reduction in the losses in structures compared to the low-pressure chemical vapor deposition.
А. А. Никитин, К. О. Воропаев, А. А. Ершов, И. А. Рябцев, А. В. Кондрашов, М. В. Парфенов, А. А. Семенов, А. В. Шамрай, Е. И. Теруков, А. В. Петров, А. Б. Устинов
Исследование технологии осаждения пленок нитрида кремния для применения в фотонных интегральных схемах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.296.304
Статья посвящена технологии изготовления оптических микроволноводов из нитрида кремния. Для изготовления волноведущих структур использовались кремниевые подложки с подслоем оксида кремния. На поверхности оксида кремния наносились пленки нитрида кремния методами плазмохимического газофазного осаждения и газофазного осаждения при пониженном давлении. Толщины пленок нитрида кремния изменялась в пределах от 710 до 730 нм в зависимости от технологии газофазного осаждения. Для создания волноведущих структур использовалась фотолитография и плазмохимическое травление. Ширина волноведущих структур варьировалась от 1 до 5 мкм с шагом 500 нм. На поверхности структур осаждался покрывной слой оксида кремния. В работе проведено исследование потерь на длине волны 1,55 мкм в волноведущих структурах, изготовленных обоими методами газофазного осаждения. Приведено сравнение методов осаждения, в результате чего показано, что разработанный метод плазмохимического газофазного осаждения обеспечивает существенное уменьшение потерь в структурах по сравнению с методом газофазного осаждения при пониженном давлении.
Исследование технологии осаждения пленок нитрида кремния для применения в фотонных интегральных схемах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.296.304
Статья посвящена технологии изготовления оптических микроволноводов из нитрида кремния. Для изготовления волноведущих структур использовались кремниевые подложки с подслоем оксида кремния. На поверхности оксида кремния наносились пленки нитрида кремния методами плазмохимического газофазного осаждения и газофазного осаждения при пониженном давлении. Толщины пленок нитрида кремния изменялась в пределах от 710 до 730 нм в зависимости от технологии газофазного осаждения. Для создания волноведущих структур использовалась фотолитография и плазмохимическое травление. Ширина волноведущих структур варьировалась от 1 до 5 мкм с шагом 500 нм. На поверхности структур осаждался покрывной слой оксида кремния. В работе проведено исследование потерь на длине волны 1,55 мкм в волноведущих структурах, изготовленных обоими методами газофазного осаждения. Приведено сравнение методов осаждения, в результате чего показано, что разработанный метод плазмохимического газофазного осаждения обеспечивает существенное уменьшение потерь в структурах по сравнению с методом газофазного осаждения при пониженном давлении.
Теги: lpcvd microwave photonics pecvd photonic integrated circuits silicon nitride нитрид кремния радиофотоника фотонные интегральные схемы
Optical Devices & Systems
Оптические устройства и системы
A. P. Semenov, M. A. Abdulkadyrov, V. E. Patrikeev, A. B. Morozov, R. K. Nasyrov
Testing Methods for the Shape of Axial and Extra-Axial Aspherical Surfaces with a Computer-Generated Holograms, Decentering Determination and Distortion Consideration During its Formation. Part I DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.318.327
LZOS JSC has been using the diffractive optical elements (DOE) or computer-generated holograms (CGH) for many years to test the surfaces of large-sized optical mirrors for astronomical and space purposes. They are used for aspherical surface shape testing, control of the shape of extra-axial aspherical surfaces with registration of extra-axial mirror parameters and orientation, testing of the aspherical surface vertex position relative to the mirror geometric center, distortion consideration in the interferogram images, mutual adjustment of mirrors in the testing schemes, etc. Thus, the CGHs have become an integral part of the up-to-date testing of aspherical surfaces of the large-sized optical mirrors and optical systems.
Testing Methods for the Shape of Axial and Extra-Axial Aspherical Surfaces with a Computer-Generated Holograms, Decentering Determination and Distortion Consideration During its Formation. Part I DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.318.327
LZOS JSC has been using the diffractive optical elements (DOE) or computer-generated holograms (CGH) for many years to test the surfaces of large-sized optical mirrors for astronomical and space purposes. They are used for aspherical surface shape testing, control of the shape of extra-axial aspherical surfaces with registration of extra-axial mirror parameters and orientation, testing of the aspherical surface vertex position relative to the mirror geometric center, distortion consideration in the interferogram images, mutual adjustment of mirrors in the testing schemes, etc. Thus, the CGHs have become an integral part of the up-to-date testing of aspherical surfaces of the large-sized optical mirrors and optical systems.
А. П. Семенов, М. А. Абдулкадыров, В. Е. Патрикеев, А. Б. Морозов, Р. К. Насыров
Методы контроля формы осевых и внеосевых асферических поверхностей с дифракционным оптическим элементом, определением децентрировки и учетом дисторсии при их формообразовании. Часть 1 DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.318.327
В АО ЛЗОС уже много лет для контроля поверхностей крупногабаритных оптических деталей астрономического и космического назначения используются дифракционные оптические элементы (ДОЭ) или Computer Generated Holograms (CGH). С их помощью выполняется контроль формы асферических поверхностей, контроль формы внеосевых асферических поверхностей с фиксированием внеосевых параметров и ориентации зеркал, контроль положения вершины асферической поверхности относительно геометрического центра зеркала, учет дисторсии в изображении интерферограмм, контроль взаимной юстировки зеркал в схемах контроля и т. д. Таким образом, ДОЭ стали неотъемлемой частью современного контроля асферических поверхностей крупногабаритных оптических зеркал и оптических систем.
Методы контроля формы осевых и внеосевых асферических поверхностей с дифракционным оптическим элементом, определением децентрировки и учетом дисторсии при их формообразовании. Часть 1 DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.318.327
В АО ЛЗОС уже много лет для контроля поверхностей крупногабаритных оптических деталей астрономического и космического назначения используются дифракционные оптические элементы (ДОЭ) или Computer Generated Holograms (CGH). С их помощью выполняется контроль формы асферических поверхностей, контроль формы внеосевых асферических поверхностей с фиксированием внеосевых параметров и ориентации зеркал, контроль положения вершины асферической поверхности относительно геометрического центра зеркала, учет дисторсии в изображении интерферограмм, контроль взаимной юстировки зеркал в схемах контроля и т. д. Таким образом, ДОЭ стали неотъемлемой частью современного контроля асферических поверхностей крупногабаритных оптических зеркал и оптических систем.
Теги: distortion during formation large-sized optical systems synthesized diffraction gratings testing of aspherical surfaces дисторсия при формообразовании контроль асферических поверхностей крупногабаритные оптические системы синтезированные дифракционные решетки
Metatronics
Метатроника
I. V. Minin, O. V. Minin
Optical Super-Resonance in the Dielectric Mesoscale Spheres DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.306.317
The resonant scattering properties of a plane electromagnetic wave on a spherical dielectric particle with a dimensional parameter q of the order of 10 are briefly considered. Despite the long historical background, new solutions lead to the unexpected and sometimes unusual results demonstating a number of practically important properties, including high-order Fano resonance with generating of extremely high electromagnetic wave.
Optical Super-Resonance in the Dielectric Mesoscale Spheres DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.306.317
The resonant scattering properties of a plane electromagnetic wave on a spherical dielectric particle with a dimensional parameter q of the order of 10 are briefly considered. Despite the long historical background, new solutions lead to the unexpected and sometimes unusual results demonstating a number of practically important properties, including high-order Fano resonance with generating of extremely high electromagnetic wave.
И. В. Минин, О. В. Минин
Оптический суперрезонанс в мезоразмерных диэлектрических сферах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.306.317
Кратко рассмотрены особенности свойств рассеяния плоской электромагнитной волны на сферической диэлектрической частице с параметром размера q порядка 10. Несмотря на долгую историю вопроса, новые решения приводит к неожиданным и иногда необычным результатам, демонстрирующим ряд практически важных свойств, в том числе резонанс Фано высокого порядка с генерацией сверхвысокой электромагнитной волны.
Оптический суперрезонанс в мезоразмерных диэлектрических сферах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.306.317
Кратко рассмотрены особенности свойств рассеяния плоской электромагнитной волны на сферической диэлектрической частице с параметром размера q порядка 10. Несмотря на долгую историю вопроса, новые решения приводит к неожиданным и иногда необычным результатам, демонстрирующим ряд практически важных свойств, в том числе резонанс Фано высокого порядка с генерацией сверхвысокой электромагнитной волны.
Теги: fano resonance mesatronics metaphotonics surface nanostructuring мезатроника метафотоника наноструктурирование поверхностей резонанс фано
News
Новости
Materials & Coatings
Материалы и покрытия
I. A. Filatov, E. A. Davydova, N. N. Shchedrina, A. O. Peltek, V. M. Prokopiev, G. V. Odintsova
Laser Technologies Possibilities for Reducing Biofouling of Metals in the Aquatic Environment DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.328.338
The article presents the development of a laser structuring technology of the metals surface for protection against biofouling. This technology involves the processing of the material before placing it in the aquatic environment. Alloys of stainless steel and duralumin were used in the work. The effect of laser structuring on the contact angle and the interaction of laser-structured metal surfaces with microorganisms in water is considered. A positive trend in protection against colonization of microorganisms on the surface of metals after laser treatment was revealed.
Laser Technologies Possibilities for Reducing Biofouling of Metals in the Aquatic Environment DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.328.338
The article presents the development of a laser structuring technology of the metals surface for protection against biofouling. This technology involves the processing of the material before placing it in the aquatic environment. Alloys of stainless steel and duralumin were used in the work. The effect of laser structuring on the contact angle and the interaction of laser-structured metal surfaces with microorganisms in water is considered. A positive trend in protection against colonization of microorganisms on the surface of metals after laser treatment was revealed.
И. А. Филатов, Е. А. Давыдова, Н. Н. Щедрина, А. О. Пельтек, В. М. Прокопьев, Г. В. Одинцова
Возможности лазерных технологий для снижения биообрастания металлов в водной среде DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.328.338
В статье предложена технология лазерного структурирования поверхности металлов с целью защиты их поверхности от биообрастания. Данная технология предполагает обработку материала до помещения его в водную среду. В работе использовались сплавы нержавеющей стали и дюралюминия. Рассмотрено влияние лазерного структурирования на угол смачивания и взаимодействие лазерно-структурированных поверхностей металлов с микроорганизмами в воде. Выявлена положительная динамика в защите от колонизации микроорганизмов на поверхности металлов после лазерной обработки.
Возможности лазерных технологий для снижения биообрастания металлов в водной среде DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.328.338
В статье предложена технология лазерного структурирования поверхности металлов с целью защиты их поверхности от биообрастания. Данная технология предполагает обработку материала до помещения его в водную среду. В работе использовались сплавы нержавеющей стали и дюралюминия. Рассмотрено влияние лазерного структурирования на угол смачивания и взаимодействие лазерно-структурированных поверхностей металлов с микроорганизмами в воде. Выявлена положительная динамика в защите от колонизации микроорганизмов на поверхности металлов после лазерной обработки.