Коновко А.А. Разработка элементов для управления электромагнитным излучением в широком диапазоне энергий на базе оксидных соединений

Андреев А.В., Асадчиков В.Е., Белоглазов В.И., Бузмаков А.В., Буташин А.В., Волков Ю.О., Каневский В.М., Коновко А.А., Муслимов А.Э., Рощин Б.С., Скибина Н.Б., Скибина Ю.С., Смирнов И.С, Шкуринов А.П., Ходан А.Н., Якимчук И.В.

В ходе работ по Государственному контракту №02.513.12.30.23 «Разработка микро- и наноструктурированных оксидных материалов для элементов управления электромагнитным излучением» созданы следующие лабораторные образцы наноструктурированных материалов: фотонно-рефрактивные волокна, комплексные оксиды (стёкла) с управляемым изменением химического состава по объему, композитные материалы на основе оксидов Аl₂O₃, ТiO₂, ZrO₂, a также дифракционные нанорешетки. Фотонно-рефрактивные волокна (для терагерцового, видимого и рентгеновского диапазонов длин волн) характеризуются плотностью 2,5÷3,0 г/см^З, длиной 23÷30 см, числом трубочек от 100300 до 800000, угол поворота 3^о ÷ 12^о (л=0,25 нм ÷ 0,3 нм), диаметр внутреннего канала 0,68 мкм ÷ 70 мкм; в оптическом диапазоне угол поворота не ограничен, а эффективность пропускания составляет 50,1% ÷ 56,1%, при этом коэффициент пропускания обладает спектральной селективностью. Комплексные оксиды (стекла) (для рентгеновского диапазона длин волн - 0,05 нм ÷ 0,01 мкм) характеризуются коэффициентом преломления д -2,8 10^-6 ÷ -4,8 10^-5, коэффициентом поглощения г в диапазоне длин волн от 0,05 нм до 0,25 нм 5,3 10^-9 ÷ 5,5 10^-5, толщиной внешнего слоя до 100 нм. Наноструктурированные и композитные материалы на основе оксидов Аl₂O3, TiO₂, ZrO₂ для видимого и терагерцового диапазонов длин волн (от 0,1 мкм до 300 мкм) характеризуются высокой (от 50% до 90%) пористостью структуры с характерными размерами пор от 5 нм до 1 мкм. Дифракционные нанорешетки на основе оксида алюминия характеризуются протяженностью структуры 3 см ÷ 5 см и периодом следования нанонитей 30 нм ÷ 400 нм. Композитные материалы на основе оксидных нанофибрилл Аl₂O₃, оксидные гетероструктуры характеризуются объемной концентрацией включений от 10^-3 до 10^-5. Разработан пакет математических программ для расчета отражения электромагнитного излучения видимого диапазона от дифракционных нанорешеток.
Разработанные материалы представляют значительный интерес с точки зрения создания на их основе элементов, позволяющих управлять параметрами пучков (угловыми и спектральными характеристиками) электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн (от 0,05 нм до 50 мкм).