Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка высокочувствительных сенсоров на основе оптических дисковых микрорезонаторов для определения малых концентраций наночастиц

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
14.625.21.0004
Организация
ФГУП "ВНИИОФИ"
Руководитель работ
Золотаревский Юрий Михайлович
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
72,5 млн
Внебюджетные средства
32,15 млн

Детектирование малых концентраций наночастиц (не менее 0,005 ppm) в жидких и газообразных средах и создание компактного, мобильного, недорогого экспериментального образца сенсора на основе оптических дисковых микрорезонаторов.

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Лясковский Владимир Леонидович

Этапы проекта

1
25.08.2014 - 31.12.2014
Выполнен анализ литературы. Разработаны технические решения экспериментального стенда для калибровки и испытаний экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезанаторов и определения их характеристик и систем связи. Изготовлены прототипы оптических дисковых микрорезонаторов. Была исследована равномерность нанесения этого покрытия методами оптической интерференционной микроскопии.
Развернуть
2
01.01.2015 - 30.06.2015
Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный стенд для калибровки и испытания экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезанаторов и определения их характеристик;
Создан экспериментальный стенд для калибровки и испытания экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезанаторов и определения их характеристик, в том числе:
- создана система подготовки модельных жидкостных и газовых смесей с различной концентрацией наночастиц и подачи их на экспериментальный образец оптического дискового микрорезонатора;
- создана единая система ввода/вывода возбуждающего лазерного излучения и его регистрации для экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов в трех конструктивных исполнениях;
- разработано программное обеспечение для автоматизации процесса измерений частотных характеристик и добротности различных типов экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов;
Изготовлены экспериментальные образцы оптических дисковых микрорезонаторов с помощью термообработки, механической обработки и литографии;
Проведены исследования характеристик экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов, включая:
- проведено исследование влияния различных методов химической и механической обработки и подготовки поверхностей (сухое травление, глубокая полировка, суперполировка) на добротность оптических дисковых микрорезонаторов;
- проведено исследование частотных характеристик и добротности экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов, полученных различными методами;
- внесены изменения в технологию изготовления экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов по результатам исследований.
Развернуть
3
01.07.2015 - 31.12.2015
Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД); создан экспериментальный стенд и система ввода/вывода лазерного излучения (2 компл. + 2 ед.). Разработано программное обеспечение (ПО) для автоматизации стенда (2 программы). Изготовлены экспериментальные образцы оптических дисковых микрорезонаторов (ЭО ОДМ) методами термообработки (5 шт.), механической обработки (3 шт.) и литографии (5 шт.), а также образцы с элементами прямой дифракционной связи (5 шт.). Разработана и создана система детектирования лазерного излучения (1 ед.). Разработаны методики оценки геометрических параметров и структуры поверхности ЭО ОДМ (2 шт.). Изготовлены ЭО ОДМ с различной формой образующей (4 шт.). Разработана ЭКД и созданы образцы многоканальных чипов (15 шт).
Развернуть
4
01.01.2016 - 30.06.2016
Разработаны методики определения размера частиц серебра в водной среде и диоксида титана в воздушной среде с помощью экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов. Разработана методика измерений концентрации наночастиц в жидких и газообразных средах с помощью экспериментальных образцов оптических дисковых микрорезонаторов. Проведены экспериментальные исследования по разработанным методикам.
Развернуть
5
01.07.2016 - 31.12.2016
Получены значения частотных характеристик при взаимодействии наночастиц в жидких и газообразных смесях с экспериментальными образцами микрорезонаторов. Проведено исследование методов нанесения на поверхность экспериментальных образцов микрорезонаторов селектирующих покрытий, сохраняющих уровень добротности выше 106. Разработаны методики определения размера и измерения концентраций наночастиц с помощью микрорезонаторов. На их основе разработаны и изготовлены экспериментальные образцы сенсоров (9 шт.). Разработана Программа и методики и проведены испытания сенсоров.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
75 млн
Организация
ЦФ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2016 - 2019, 40 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Организация
ООО "МЦКТ"
профинансировано
Тема
Разработка высокочувствительных сенсоров на основе оптических дисковых микрорезонаторов для определения малых концентраций наночастиц.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 28 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка высокочувствительных сенсорных материалов и малогабаритных оптических сенсорных устройств для детектирования фумигантов с участием научных организаций Нидерландов.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 16 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
1
Тема
Оптические химические сенсоры на основе наночастиц, нановолноводов и фотонных структур.
Продолжительность работ
2009 - 2011, 30 мес.
Бюджетные средства
75 млн
Количество заявок
6
Тема
Исследования и разработки, направленные на создание технологического дискового лазера с высокой выходной мощностью с участием научных организаций Китая.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка беспроводных многопараметрических сенсоров жидких и газообразных сред для систем мониторинга теплоэнергетических процессов.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 24 мес.
Бюджетные средства
85 млн
Количество заявок
1