Нано-оптика, например квантовая оптика или фотонные кристаллы – B82Y 20/00

Группа изобретений относится к области технологии оптической оксидной керамики на основе алюмомагниевой шпинели MgAl₂O₄ для использования в оптическом приборостроении. Технический результат заключается в изготовлении оптической керамики высокой степени однородности с высоким светопропусканием. При получении шихты высокой однородности по размеру частиц, легированных спекающей добавкой, исходную шпинель MgAl₂O₄ в виде однородного по размерам нанопорошка с размером частиц от 10 до 70 нм, смешивают с концентрированным спиртовым раствором борной кислоты и выдерживают в течение 1 ч, при этом на поверхности каждой наночастицы образуется равномерный слой борной кислоты. Способ получения оптической нанокерамики на основе шпинели MgAl ₂O₄ включает термообработку порции легированного порошка вышеуказанной шихты, который подвергают одноосному горячему прессованию до получения плотной прозрачной нанокерамики. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Изобретение может быть использовано в защитных очках, шлемах, масках, щитках и экранах для защиты глаз человека от ослепляющего лазерного излучения. Светофильтр включает прозрачную подложку и нанесенные на нее три элемента, содержащих интерференционные покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления (ВН)^к. В первый элемент, представляющий собой многослойный интерференционный фильтр в виде зеркала второго порядка ( ₀=1565 нм) с высоким отражением в области 530-540 нм и максимальным пропусканием в области 470-505 нм и 545-620 нм, на границе фильтр-подложка и фильтр-воздух введены дополнительные слои (СН)³ и (CH)²Cl,24H. Во второй элемент, представляющий собой длинноволновый отрезающий фильтр ( ₀=680 нм) с высоким отражением в области 635-740 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм, расположенный на противоположной от первого элемента стороне подложки и непосредственно примыкающий к ней, введены дополнительные слои 0,5С(CH)⁴ и (CH)₃C 0,54Н. В третий элемент, представляющий собой коротковолновый отрезающий фильтр ( ₀=425 нм) с высоким отражением в области 380-460 нм и максимальным пропусканием в области 470-620 нм и расположенный поверх второго элемента, дополнительно введены слои 0,5 ВН(CH) ³ и 0,5B. Технический результат - повышение прозрачности фильтра в коротковолновой и длинноволновой области спектра от полосы высокого отражения при блокировании лазерного излучения заданной длины волны. 3 ил., 1 табл.

Дифрагирующая излучение пленка имеет поверхность наблюдения и включает упорядоченный периодический массив частиц, включенных в материал матрицы. Массив частиц обладает кристаллической структурой, которая имеет (i) множество первых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют инфракрасное излучение, где упомянутые первые плоскости кристалла параллельны упомянутой плоскости наблюдения; и (ii) множество вторых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют видимое излучение. При вращении пленки вокруг оси, перпендикулярной поверхности наблюдения, и при постоянном угле наблюдения упомянутой пленки видимое излучение с одной и той же длиной волны отражается от вторых плоскостей кристалла с интервалами, равными приблизительно 60°. Технический результат - создание пленки для подтверждения подлинности или идентификации объекта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.

Изобретение относится к технологии получения оптических поликристаллических материалов, а именно фторидной керамики, имеющей наноразмерную структуру и усовершенствованные оптические, лазерные и генерационные характеристики. Фторидную нанокерамику получают термомеханической обработкой исходного кристаллического материала, выполненного из CaF₂-YbF₃, при температуре пластической деформации до получения заготовки в виде поликристаллического микроструктурированного вещества, характеризующегося размером зерен кристаллов 3-100 мкм и наноструктурой внутри зерен, путем отжига на воздухе при температуре не менее 0,5 от температуры плавления с уплотнением полученной заготовки в вакууме при давлении 1-3 тс/см² до окончания процесса деформации, после чего отжигают в активной среде тетрафторида углерода при давлении 800-1200 мм рт.ст. В качестве исходного кристаллического материала могут быть использованы мелкодисперсный порошок, прошедший термообработку в тетрафториде углерода, или отформованная заготовку кристаллического материала, полученная из порошка и термообработанная в тетрафториде углерода. Изобретение позволяет получать фторидную нанокерамику высокой степени чистоты с повышенной однородностью структуры данного оптического материала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к технологии опто- и микроэлектроники и может быть использовано для получения опалоподобных структур. Способ получения фотонно-кристаллических структур на основе металлооксидных материалов включает заполнение темплата, состоящего из монодисперсных микросфер полистирола, растворами металлсодержащих прекурсоров, и последующий отжиг структуры на воздухе при температуре 450-550°С в течение 8-10 часов. В качестве прекурсоров, из которых формируется структура, используют насыщенные спиртовые растворы дихлорида олова SnCl₂·2H₂O или нитрата цинка Zn(NO₃)₂·2H₂O. Изобретение позволяет получать фотонно-кристаллические структуры на основе SnO₂ и ZnO с фотонной стоп-зоной в видимой и ближней ИК-области спектра и пористостью не менее 85%. 5 ил.

Изобретение может быть использовано в оптике, оптоэлектронике, солнечной энергетике. Сначала готовят золь нанокремния введением наноразмерных частиц порошка кремния в водно-спиртовой раствор и диспергированием посредством ультразвуковой обработки. Для образования устойчивого золя нанокремния в водно-спиртовом растворе его центрифугируют. Размер частиц нанокремния в золе 3-50 нм. В полученный устойчивый золь вводят смесь полимерных материалов, содержащую поли-N-винилкапролактам (ПВКЛ) и его сополимеры с поли-N-винилпирролидоном (ПВП) при массовом отношении кремния к смеси полимеров от 1 до 100. Затем прекурсор, содержащий нанокремний и смесь указанных полимерных материалов, наносят на подложку и испаряют растворитель при 20-85°С. Последующую термообработку при 150-500°С осуществляют в течение 0,2-20 ч до частичного или полного удаления полимеров из пленки. Полученный тонкопленочный люминесцентный материал является оптически прозрачным и характеризуется пространственно однородным распределением и закреплением монодисперсных и мультидисперсных наноразмерных частиц кремния на подложке. 4 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл., 3 пр.

Способ может быть использован при создании датчиков температуры для оптоэлектронных систем. Способ включает внедрение материала с изменяемыми посредством внешней температуры свойствами в структуру опала, полученную путем вытравливания коллоидных частиц, формирующих кристаллическую решетку фотонного кристалла с внедренным опалом, внедрение которого проводят методом инфильтрации прекурсора оксида опала. Начальная структура для фотонного кристалла образована частицами полистирола методом осаждения на плоскую подложку. Инфильтрацию прекурсора оксида опала в начальную структуру опала проводят при давлении от 1,2 до 1,5 раз выше атмосферного и температуре от 60 до 80°С. В качестве внедряемого материала используют мезоморфное вещество, представляющее собой холестерический жидкий кристалл, внедрение которого проводят пропиткой при температуре, большей температуры перехода жидкого кристалла в изотропное состояние (от 70°С), и при давлении от 150 до 200 кПа, с окончательной операцией нанесения на поверхность фотонного кристалла слоя металла толщиной от 150 до 300 нм методом магнетронного распыления со скоростью от 20 до 40 нм/мин для улучшения стабильности структуры в случае нагрева. Технический результат - получение нанокомпозиционных фотонных кристаллов на основе опала с фотонной запрещенной зоной, управляемой посредством изменения температуры окружающей среды. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в светоизлучателях для систем квантовой криптографии и в биомаркерах. Алмазы, содержащие центры азот-вакансия, получают из алмазов размером свыше 0,1 мкм, выращенных при высоком давлении и высокой температуре и содержащих изолированные замещающие атомы азота, путем их облучения электронным пучком с дозой облучения от 10¹⁷ до 10 ¹⁸ электрон/см² и энергией свыше 7 МэВ. В процессе облучения температуру алмазов поддерживают не выше 80°C посредством циркуляции потока жидкости, содержащей главным образом воду. Облученные алмазы отжигают в вакууме или в инертной атмосфере при температуре более 700°C в течение по меньшей мере 1 часа. После отжига алмазы размалывают до наночастиц размером меньше 20 нм. Полученные алмазы содержат 4-16 центров азот-вакансия в частице 20 нм, или 10 центров азот-вакансия в частице 10 нм, или 8 центров азот-вакансия в частице 15 нм. Высокая плотность азот-вакансий обеспечивает высокие характеристики свечения. Процесс эффективен по времени и энергозатратам. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств. Преобразователь состоит из двух источников постоянного оптического сигнала, оптического нановолоконного N-выходного разветвителя, оптического нановолоконного N-входного объединителя обратной связи, двух телескопических нанотрубок, входного оптического нановолокна, оптического нановолоконного М-выходного разветвителя, выходных оптических нановолокон, входных оптических нановолокон, оптического нановолоконного М-входного объединителя. Технический результат - повышение быстродействия, обеспечение обработки информации в тера- и гигагерцовом диапазонах и наноразмерного исполнения. 1 ил.

Изобретение может быть использовано при создании светоизлучающих и светосигнальных устройств. Ионы меди и титана имплантируют в кварцевое стекло при дозе облучения 5×10 ¹⁵÷2×10¹⁷ см^-2 и плотности тока 10 мкА/см² с последующей термообработкой люминофора в воздушной атмосфере при температуре 750÷900°С в течение 1÷2 ч. Имплантацию ионов меди ведут при энергии ионов в диапазоне 35÷40 кэВ, имплантацию ионов титана - в диапазоне 40÷45 кэВ. После термообработки люминофор обрабатывают излучением ультрафиолетового диапазона с длиной волны 240÷260 нм. В качестве источника излучения ультрафиолетового диапазона могут быть использованы ртутная лампа сверхвысокого давления мощностью 100÷200 Вт со световой отдачей 30÷40 Лм/Вт, дейтериевая лампа низкого давления мощностью 400 Вт или эксимерный KrF лазер с длиной волны 248 нм и мощностью 300 Вт. Повышается стабильность спектра люминесценции и обеспечивается возможность управления им. Получены люминофоры с желтым, светло-зеленым, синим и фиолетовым цветовым тоном люминесценции. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 6 пр.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемопередающих наноустройств. Устройство содержит источник постоянного оптического сигнала, два оптических нановолоконных объединителя, две телескопические нанотрубки, два выходных оптических нановолокна, оптический нановолоконный трехвыходной разветвитель и оптический нановолоконный Y-разветвитель. Технический результат - возможность выполнения логических операций "И", "ИЛИ", "НЕ" как с когерентными, так и с некогерентными оптическими сигналами с быстродействием, потенциально возможным для оптических схем, реализуемых в наноразмерном исполнении. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемо-передающих устройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцовом диапазонах. Техническим результатом является реализация суммирования оптических двоичных чисел и получения результата в виде сигнала суммы S и сигнала переноса Р с быстродействием, достижимым для оптических устройств обработки информации, а также упрощение устройства и реализация устройства в наноразмерном исполнении. Устройство содержит четыре оптических нановолокона, два оптических нановолоконных объединителя, оптический нановолоконный четырехвыходной разветвитель, две телескопические нанотрубки, два источника постоянного оптического сигнала, оптический нановолоконный N-выходной разветвитель, входной оптический нановолоконный трехвходной объединитель, оптический нановолоконный N-входной объединитель. 1 ил.