Metodă inovativă de control in timp real a calitatii oglinzilor laser bazată pe masurarea curentul de compensare
conducator proiect
Partener
Institutul National pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei
RT Mirror Control: PN-IV-P7-7.1-PTE-2024-0268
Orice sistem industrial care utilizează lasere pentru investigații, procesare, analiză sau monitorizare are multiple componente optice pentru a transporta și direcționa pulsul laser de la sursă la suprafața obiectului de interes. Funcționarea corectă a componentelor optice este critică pentru performanța sistemului și pentru costul său de operare. Mici deviații de la condițiile inițiale în care aceste limite ale intensității laser sunt determinate pot avea efecte catastrofale. Existența sistemelor de monitorizare în timp real a stării de funcționare a componentelor optice devine o necesitate pentru eficientizarea procesele tehnologice și evitarea pierderilor cu costuri mari.
Scopul acestui proiect este dezvoltarea și implementarea la scara industriala a unui sistem de monitorizare robust și scalabil pentru monitorizarea oglinzilor laser funcțional în condiții atmosferice normale. Abordarea noastră inovatoare bazată pe monitorizarea curentului de compensare a oglinzii (CCO) oferă stabilitate și sensibilitate ridicată raportată la alte metodele utilizate in acest moment. Mai mult, se vor reduce costurile de producere, dar și gradul de complexitate necesar în monitorizarea sistemelor optice cu beneficii către o producție în serie, ce nu este dependentă de natura obiectului iradiat.
Etapele implementate
Etapele de Implementare
Proiectul este compus din 3 etape:
Etapa 1 / 2025 Proiectarea sistemului CCO si definirea conditiilor de obtinere a oglinzilor laser.
Etapa 2 / 2026 Implementarea sistemului CCO, producerea si caracterizarea oglinzilor laser si efectuarea de masuratori LIDT.
Etapa 3 / 2027 Implementarea si validarea sistemului CCO. Diseminare, comunicare si brevetare.
Rezultatele Etapei 1 (2025)
În prima etapă a proiectului au fost obținute următoarele rezultate:
Sistem CCO: A fost proiectat și implementat parțial sistemul de măsurare a curentului de compensare, incluzând un suport specializat printat 3D pentru testarea oglinzilor și integrarea cu surse laser variate (ns și fs).
Materiale Optice: Au fost selectate materialele dielectrice ZrO₂ și HfO₂ datorită pragului ridicat de distrugere și indicelui de refracție mare, definindu-se parametrii pentru depunere PLD și rfMS.
Realizare Oglinzi: Au fost depuse filme subțiri de ZrO₂ și HfO₂ pe substraturi de cuarț și siliciu, caracterizate morfologic și structural (XRR, XRD, RBS), demonstrând o calitate optică ridicată și stoichiometrie corectă.
Testare LIDT: Testele de prag de distrugere indusă de laser (LIDT), conform ISO 21254, au arătat valori excelente pentru filmele depuse la presiuni optime de oxigen (până la 13,7 J/cm² pentru ZrO₂ și 10 J/cm² pentru HfO₂).
Măsurători Preliminare: S-au realizat măsurători preliminare care au demonstrat superioritatea curentului de compensare în analize pre-industriale, acesta având un timp de relaxare mai mare și fiind mai flexibil pentru înregistrare decât curentul de sondă .
Diseminare: Proiectul a fost promovat prin lansarea paginii web dedicate și prin lucrări prezentate la conferințele internaționale E-MRS 2025 și Advances in 3OM 2025.
OBIECTIV
Nivelul maturității tehnologice la startul proiectului: TRL 4 – Validarea componentelor și/sau a ansamblului în condiții de laborator
REZULTAT
Nivelul maturității tehnologice la finalul proiectului: TRL 6 – Demonstrarea functionalității modelului în condiții relevante de funcționare (mediul industrial)
