Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка промышленных технологий производства кристаллических материалов фотоники УФ диапазона и универсальных модулей на их основе для монофотонных приборов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.12.3004
Организация
ЗАО "НТЦ "Реагент"
Руководитель работ
Калинин Александр Петрович
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Внебюджетные средства
67,5 млн

Создание новых кристаллов на основе сульфатов переходных металлов и неорганических фторидов для оптических фильтров УФ-диапазона. Создание универсальных модулей монофотонных приборов на базе этих материалов (шумоподавление – 10-15, временное разрешение – 150 пикосекунд, частотно-контрастная характеристика – 50 пар линий/мм). Разработка технологий и подготовка мелкосерийного производства кристаллов диаметром не менее 40 мм, эпитаксиальных композиций на их основе и универсальных модулей для монофотонных приборов.

Этапы проекта

1
06.08.2007 - 30.09.2007
В соответствии с частью 2 ТЗ:
- разработаны методы очистки солей сульфатов. Произведены анализ примесного состава солей и измерения коэффициентов распределения основных примесей;
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов сульфата цезия-никеля (CNSH);
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов неорганических фторидов (НФ) LiYbF4 и BaYb2F8, легированных редкоземельными элементами (РЗЭ);
- подобраны абразивные материалы для полировки кристаллов сульфатов переходных металлов (СПМ);
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов сульфатов калия-никеля (KNSH) и калия-кобальта (KCSH);
- выполнено выращивание экспериментальных образцов эпитаксиальных композиций на основе кристаллов KNCH-KCSH;
-разработан стенд для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности;
- проведены маркетинговые исследования и заключены контракты на поставку спецоборудования для сборки стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
В соответствии с частью 3 ТЗ:
- проведен анализ научно-технической документации по фазовым равновесиям в системах с СПМ;
- выявлены проблемы в части легирования кристаллов СПМ и выработки предложений по их решению;
- определены и сформулированы возможные направления решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и произведена их сравнительная оценка;
- осуществлен выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач;
- разработаны методики экспериментальных исследований фазовых равновесий;
- произведена подготовка испытательных стендов (установок);
- составлен научно-технический отчет по проведенным исследованиям.
В соответствии с частью 4 ТЗ:
- разработана комплектность представляемых документов и согласована с Заказчиком.
- рассмотрены и выполнены варианты возможных решений, для универсальных модулей монофотонных приборов и их конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э";
-разработан и изготовлен стенд комплексного изучения характеристик УФ фильтров;
-разработан и изготовлен стенд комплексного исследования характеристик объективов УФ диапазона;
-разработан и изготовлен комплексный стенд для исследования характеристик узлов монофотонных фотоприемников;
-разработан и изготовлен стенд комплексного исследования характеристик оптико-электронной системы;
- изготовлены и испытаны макеты модулей с целью проверки принципов их работы;
- разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности, установленных техническим заданием.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
Результаты работы:
1. Выращена экспериментальная партия кристаллов гексагидрата сульфатов никеля.
2. Разработаны Технологические инструкции выращивания кристаллов NSH, KNSH, KCSH.
3. Разработаны и изготовлены элементы лабораторного стенда для отработки технологии роста кристаллов.
4. Проведены патентные исследования.
В соответствии с частью 3 ТЗ и календарным планом (исполнитель –СПб ГУ).
Объект исследования – кристаллы сульфатов переходных металлов;
Результаты работы:
1. Выполнены измерения фазовых равновесий в системе сульфатов калия-никеля и калия-кобальта.
2. Результаты проведенных работ представлены в промежуточном научно-техническом отчете.
В соответствии с частью 4 ТЗ и календарным планом (исполнитель -ЗАО НТЦ «Реагент»).
Тема «Эскизный проект по разработке модулей для монофотонных приборов. Часть 2»:
Объект разработки - модули монофотонных приборов на базе кристаллов сульфатов переходных металлов.
Результаты работы:
1. Разработаны варианты возможных решений, для универсальных модулей монофотонных приборов.
2. Разработан и изготовлен стенд комплексного исследования электрических характеристик предварительных электронных трактов.
3. Разработана КД на макет оптико-электронной системы (оптическая система), выполнена ее конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э".
4. Изготовлен и испытан макет ОЭС с целью проверки принципов работы опытного образца ОЭС и его составных частей.
5. Разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности, установленные техническим заданием.
В соответствии с частью 5 ТЗ и календарным планом (исполнитель -ЗАО НТЦ «Реагент»).
Тема «Разработка эскизного проекта монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»).
Объект разработки - монофотонный детектор коронных разрядов (прибор «Корона»).
Результаты работы:
Разработан эскизный проект монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»)в том числе:
разработаны варианты возможных решений, для монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»), их конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э";
произведено предварительное решение вопросов упаковки и транспортирования прибора «Корона»;
изготовлен и испытан макет прибора «Корона» с целью проверки принципов работы опытного образца его составных частей;
разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности прибора «Корона», установленные техническим заданием;
произведена оценка изделия на технологичность и правильность выбора средств и методов контроля (испытаний, анализа, измерений);
выбран вариант конструкции прибора «Корона» для дальнейшей разработки;
выполнен технологический контроль конструкторской документации;
произведена оценка изделия по показателям стандартизации и унификации;
произведена оценка изделия в отношении его соответствия требованиям эргономики, технической эстетики.
Разработан бизнес-план
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.04.2008
В соответствии с частью 2 технического задания:
выращены в оптимизированных режимах экспериментальные партии эпитаксиальных композиций KNSH-CNSH и кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ;
изготовлены и опробованы в составе оптической системы экспериментальные образцы фильтрующих элементов из кристаллов CNSH и НФ;
доработан лабораторный стенд для отработки параметров роста кристаллов;
произведена сборка лабораторного стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
В соответствии с частью 3 технического задания:
Получены количественные данные о фазовых равновесиях в системе в присутствии сульфата церия и серной кислоты, стабилизирующей сульфат церия в растворе;
получены кристаллы K2(Co,Ni)(SO4)2.6H2O из смешанных растворов с примесями сульфатов церия и аммония. Получены кристаллы K2Ni(SO4,SeO4)2.6H2O. Установлено, что вхождение группы [SeO4]2- в структуру кристалла приводит к уширению полосы пропускания от 800-950 нм до 760-980 нм;
По результатам рентгенофазового и микрозондового анализов получены данные об ограниченном вхождении церия в структуру кристаллов K2(Co,Ni)(SO4)2.6H2O;
В соответствии с частью 4 технического задания:
разработан технический проект универсальных модулей монофотонных приборов в том числе:
разработаны конструктивные решения опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов с присвоением документации литеры "Т";
разработаны и обоснованы технические решения, обеспечивающие показатели надежности, установленные техническим заданием;
разработано метрологическое обеспечение;
разработаны, изготовлены и испытаны модернизированные макеты универсальных модулей монофотонных приборов;
разработаны чертежи сборочных единиц и деталей;
доработано ПО для стендов;
проведена аттестация стендов;
проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
Развернуть
4
01.05.2008 - 31.08.2008
Разработана технологическая инструкция выращивания кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ.
Разработан проект технологического регламента выращивания эпитаксиальных композиций на основе СПМ.
Разработаны программы и методики предварительных испытаний (ПИ) кристаллов.
Проведена аттестация стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
Проведены лабораторные испытания макета кристаллизационной установки.
В соответствии с частью 3 технического задания:
1. Получены данные о влиянии органических добавок разных типов на возможность вхождения ионов церия в кристаллы K2Ni(SO4)2.6H2O. В качестве органических примесей использованы: ализарин-комплексон, арсеназо III и ряд соединений со свойствами ПАВ. ПАВы использованы разного типа – катионоактивные (гексадецилпиридиний-бромид, октадециламин гидрохлорид), анионоактивные (гексадецилсульфат натрия, лаурат натрия) и неионные (поливиниловый спирт, смачиватель CВ-1017).
2. Проведена экспериментальная проверка способов легирования кристаллов K2Ni(SO4)2.6Н2О церием (Ce+3 – NH4Ce(SO4)2 и Се+4 – (NH4)2Ce(SO4)4.2H2O) при выращивании с использованием смешанных водно-органических растворителей. Использованы органические добавки в раствор: сахароза, спирт этиловый, спирт бутиловый, а также серная кислота. Получены сростки кристаллов KNi(SO4)2.6H2O и (К,NH4)2Ce(SO4)4.2H2O в результате совместного роста.
3. Проведена серия синтезов в системах CeSO4•4H2O-K2Ni(SO4)2•6H2O- K2Co(SO4)2•6H2O-H2SO4-H2O, CeSO4•4H2O-NiSO4•7H2O- K2Co(SO4)2•6H2O-H2SO4-H2O в широком диапазоне изменения состава раствора. Выявлен основной тренд кристаллизации, контролируемый ионами K.
4. Исследована система Ni(NH4)2(SO4)2*6H2O–Co(NH4)2(SO4)2*6H2O в воде и в серной кислоте с примесью Ce(III)NH4(SO4)2. Получены смешанные кристаллы из растворов с и без примеси церия. Спектры пропускания кристаллов показывают, что интенсивность пика в области 400-600 нм уменьшается с увеличением Со-компонента в растворе. В области 750-1000 нм интенсивность пика уменьшается с добавлением Се(III)-аммония-сульфата. Качество кристаллов улучшается с добавлением кислоты.
В соответствии с частью 4 технического задания:
Разработана конструкторская документация (КД) для изготовления опытных образцов универсальных модулей монофотонных приборов и ОЭС, проекты ТУ, эксплуатационная (ЭД) и технологическая документация (ТД) в соответствии с комплектностью согласованной с заказчиком;
Проведена метрологическая экспертиза КД.
Разработаны программы и методики предварительных испытаний (ПИ)
универсальных модулей монофотонных приборов и ОЭС.
Развернуть
5
01.09.2008 - 31.12.2008
ВЫПОЛНЕНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:
В соответствии с частью 2 и 3 ТЗ:
- выращивание опытной партии кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ;
- выращивание опытной партии эпитаксиальных композиций KNCH-KCSH.
- обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов;
- оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.
В соответствии с частью 4 и 5 ТЗ:
- изготовление опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов;
- проведение дополнительных патентных исследований.
Выполняется за внебюджетные средства: В соответствии с частью 2 ТЗ:
- разработка и изготовление стенда для полировки кристаллов;
- разработка и изготовление стенда для текстурно-морфологического строения кристаллов;
- разработка монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»), с присвоением документам литеры "Т";
- выполнение расчетов, подтверждающих технико-экономические показатели, установленные техническим заданием;
- выполнение принципиальных схем, схем соединений и др.;
- разработку и обоснование технических решений, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим задание;
- анализ конструкции изделия на технологичность; выявления необходимого для производства изделий нового оборудования (обоснование разработки или приобретения);
- выявление возможности применения покупных, стандартных, унифицированных или освоенных производством составных частей опытного образца;
- анализ возможности применения новых, в том числе типовых и групповых высокопроизводительных технологических процессов;
- принятие основных принципиальных решений по технологичности конструкции и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте, выпуск технологической документации (ТД) необходимой для производства с присвоением ей литеры «П»;
- разработка метрологического обеспечения;
- разработка, изготовление и испытание монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»);
- оценка изделия в отношении его соответствия требованиям экономики, технической эстетики;
- оценка возможности транспортирования, хранения, а также монтажа изделия на месте его применения;
- оценка эксплуатационных данных образцов;
- проверка изделий на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения;
- разработка чертежей сборочных единиц и деталей,
- проверка соответствия применяемых решений требованиям техники безопасности и производственной санитарии;
- проведение патентных исследований;
- разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона») без присвоения литеры, в том числе проекта ТУ, эксплуатационной документации (ЭД) и рабочей ТД;
- проведение метрологической экспертизы КД;
- проведение дополнительных патентных исследований;
- работы по обеспечению технологичности конструкции изделия:
Развернуть
6
01.01.2009 - 30.04.2009
Выращены опытные и проведены предварительные испытания партии кристаллов НФ, легированных РЗЭ и CNSH; эпитаксиальных композиций KNCH-KCSH; откорректирована ТД и доработаны технологии.Разработаны ПМ приемочных испытаний; проведены лабораторные испытания системы управления кристаллизационными установками; доработаны стенды и система управления; проведены дополнительные патентные исследования. Разработано ТЗ на комплекс кристаллизационной аппаратуры для промышленного производства кристаллов. Проведены анализ разрабатываемых технологических процессов выращивания кристаллов сульфатов переходных металлов; консультации по применению результатов НИР в опытно-технологических работах.
Развернуть
7
01.05.2009 - 31.08.2009
Изготовлен опытный образец оптико-электронной системы;Проведены предварительные испытания опытного образца оптико-электронной системы;Откорректирована КД по результатам изготовления и ПИ опытного образца с присвоением КД и ТД литеры "О" и доработан опытный образец;Проведены дополнительные патентные исследования;Разработана ПМ приемочных испытаний.
Развернуть
8
01.09.2009 - 31.10.2009
В соответствии с частью 2 ТЗ:Проведены государственные приемочные испытания опытных образцов кристаллов и эпитаксиальных композиций;Проведены приемочные испытания системы управления процессами роста кристаллов;Отработана система управления по результатам приемочных испытаний;Разработан комплект КД на комплекс кристаллизационной аппаратуры для промышленного производства кристаллов.В соответствии с частью 3 ТЗ:Проведен анализ использования результатов НИР при выращивании кристаллов СПМ по результатам приемочных испытаний;Разработаны рекомендации по оптимальному использованию результатов НИР в разрабатываемых технологических процессах.В соответствии с частью 4 ТЗ:Проведены государственные приемочные испытания опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов и опытного образца оптико-электронной системы;Откорректирована КД по результатам приемочных испытаний опытного образца продукции с присвоением документам литеры «О1».
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Тема
Разработка промышленных технологий производства кристаллических материалов фотоники УФ-диапазона и универсальных модулей на их основе для монофотонных приборов.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологий получения кристаллов сульфата никеля и его производных, а также кристаллов неорганических фторидов для зонных фильтров УФ-диапазона.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка комплекса технологий выращивания кристаллов для изготовления оптических элементов, создание гиперспектральных приборов диапазона 0,2-1,0 мкм на их основе.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
220 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологий получения материалов и кристаллических элементов приборов на основе соединений группы А2В6 с новыми функциональными характеристиками и организация их опытно-промышленного производства
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
1
Тема
Абсолютные частотные измерения в инфракрасном, оптическом и ультрафиолетовом диапазонах, прецизионная лазерная спектроскопия атомов и молекул, уточнение фундаментальных физических констант, проверка основных положений квантовой электродинамики, совершенствование государственного эталона времени и частоты на установке: "Установка "Оптические часы" (ОЧ) (рег. № 01-26)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1