اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت: بسته

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1400/12/11

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1401/01/20

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166539734-02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant

ضرورت مسئله

در جهان امروز رشد فناوری‌های مرتبط به نور شامل فناوری‌های اٌپتیک، الکترواپتیک، لیزر و فوتونیک با روند سریع و پرشتابی در جریان است. علوم و فنون متنوع و کاربردهای چشمگیر این فناوری‌ها باعث شده تا کشورهای پیشرفته صنعتی برای حفظ موقعیت اقتصادی و تسلط علمی و تخصصی جهانی خود، سرمایه‌گذاری‌های کلانی در این عرصه داشته باشند. لذا با توجه به ضرورت و اهمیت توسعه همه‌جانبه این فناوری و کاربردهای مختلف آن در کشور، لزوم تدوین برنامه‌ای جامع و مؤثر جهت رشد و شکوفایی علمی و تخصصی و نیز ایجاد بستر مناسب به‌منظور بهره‌گیری کارآمد از این فناوری کاملاً آشکار و غیرقابل‌انکار است.

فناوری لیزر و فوتونیک رشد بسیار بیشتری نسبت به سایر علوم دارند و تغییر و تحول در این زمینه بسیار سریع‌تر می‌باشد. به گونه‌ای که فناوری‌های لیزر حالت‌جامد دمش دیودی که در سال 2010 موضوع روز بودند، در حال حاضر به‌طور کامل کنار گذاشته شده است و فناوری لیزرهای فیبری جایگزین آن شده است. بر اساس موارد مربوط به آینده‌پژوهی انجام‌شده، لیزرهای فیبری تا سال 2024 همچنان به رشد خود ادامه خواهند داد و پس‌ازآن فناوری‌های جدید لیزر دیود و لیزر مدار مجتمع جایگزین آن خواهد شد.

هدف این پروژه تحقیقاتی، دستیابی به دانش فنی ساخت توری پراش فیبری (FBG) به روش الگو نگاری مستقیم می‌باشد که برای اولین بار در کشور انجام خواهد شد، علاوه بر این، با دستیابی به دانش FBG و موج‌برنویسی، از سرریز دانشی آن برای ساخت لیزر در آینده نیز می‌توان استفاده کرد.

مشروح مسئله تحقیقاتی

   این نوع FBG در محصولات شرکت مانند لیزر فیبری توان بالای پیوسته و لیزرهای پالسی نانوثانیه و فمتوثانیه مورداستفاده قرار می‌گیرد که در حال حاضر از خارج از کشور تأمین می‌گردد. اکثر شرکت‌های تولیدکننده خارجی از روش فوتوماسک و لیزر فرابنفش برای تولید FBG استفاده می‌کنند که تولید لیزرهای با توان بالای 2 کیلووات در داخل به این روش‌ها بسیار دشوار خواهد بود و البته روش مطلوبی برای شرکت متقاضی نیست. درواقع روش الگو نگاری مستقیم مرجح است، زیرا استفاده از لیزر فمتوثانیه نیازمند فوتوماسکها نمی‌باشد و همچنین قابلیت تحمل توان‌های بالاتری را دارد. در این پروژه تحقیقاتی دو هدف مدنظر است:

  • توسعه و ساخت نمونه اولیه FBG که برای کاربردهای لیزری و سنسوری مورداستفاده قرار می‌گیرد.
  • ایجاد زیرساخت موردنیاز در راستای نیاز آینده مربوط به نگاشت مستقیم که با انجام این پروژه چالش‌های پیش رو به‌صورت تئوری و تجربی در مقیاس کوچک موردبررسی قرار خواهد گرفت.

هدف اصلی از این طرح، نگاشت مستقیم توری پراش بر روی فیبر نوری با استفاده از لیزر فمتوثانیه با طول‌موج 1030 نانومتر می‌باشد. طرح کلی موردنظر در شکل 1 نشان داده‌شده است. در انجام این طرح، موارد زیر می‌بایست توسط تیم پژوهشی مدنظر قرار گیرد:

  1. بررسی انواع ساختارهای متداول پیادهسازی FBG بر روی فیبرهای نوری تک و دو‌غلافه
  2. آشنایی تئوری و تجربی با نحوه انتشار و اثرگذاری لیزر فمتوثانیه در محیط‌ها و مواد مختلف
  3. انتظار می‌رود تیم پژوهشی دارای حداقل امکانات در زمینه شبیه‌سازی و پیاده‌سازی این پروژه باشند.
  4. لیزر موردنظر برای اجرای این طرح لیزر فمتوثانیه با طول‌موج 1030 نانومتر می‌باشد.

چیدمان کلی پیاده‌سازی طرح

گام‌های تحقیق

  • امکان‌سنجی نظریه ساخت FBG
  • شبیه‌سازی مربوط به برهم‌کنش پالس با مواد سیلیکونی و شفاف و بررسی اثرات Three photon absorption
  • پیاده‌سازی طرح بر اساس مهندسی سیستم انجام‌شده در گام 1 و 2 بر روی فیبر نوری یک‌غلافه
  • پیاده‌سازی طرح بر اساس مهندسی سیستم انجام‌شده در گام 1 و 2 بر روی فیبر نوری دو‌غلافه
  • مستندسازی کلیه مراحل شبیه‌سازی و تجربی شامل نتایج و مراحل آزمایش و تست

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • امکان‌سنجی روش‌های ساخت توری پراش و موج‌بر با استفاده از لیزر فمتوثانیه
  • شبیه‌سازی تئوری در زمینه پیاده‌سازی توری پراش اعم از چیدمان موردنیاز و مشخصات لیزر
  • مشخصات توری براگ فیبری مورد نظر در جدول زیر ارائه شده است:
Note 1: Room temperature (20-23˚C). Note 2: Thermal Slope is the coefficient of temperature elevation relative to the injected pump power (°C/W); the absolute temperature of the grating must be maintained below 40˚C. For packaged gratings, the thermal slope is estimated from the thermal slope of the grating in free air convection.
Note 1: Room temperature (20-23˚C). Note 2: The power handling specification is met with the grating in HPR package Note 3: Thermal Slope is the coefficient of temperature elevation relative to the injected pump power (°C/W); the absolute temperature of the grating must be maintained below 40˚C. For packaged gratings, the thermal slope is estimated from the thermal slope of the grating in free air convection.
  • برپاسازی چیدمان آزمایشگاهی ساخت FBG ، ساخت چندین نمونه آزمایشگاهی و در اختیار گذاشتن نمونه‌ها جهت تست (مرحله اول فیبر تک‌غلافه)
  • تست تکرارپذیری محصول در محل شرکت متقاضی به‌منظور تکرارپذیری کمی با ضریب بیش از 80درصد که فرآیند تست هر FBG به شرح زیر می­باشد:

1شرایط تست سیگنال: تست سیگنال بر اساس شکل 2 با استفاده از یک منبع نور پهن باند و یک دستگاه OSA

2- تست کارایی لیزر در توان بالا در کاواک لیزر شامل؛

  • تست بازدهی لیزر
  • تست مداومت کاری در کارکرد 72 ساعت
  • تست پایداری دما در 72 ساعت مداومت کاری
شکل2 - چیدمان تست سیگنال
  • چیدمان تست لیزر در شکل 3 آورده شده است که در محل شرکت متقاضی انجام می­شود:
شکل 3 - چیدمان تست لیزر

الزامات تحقیق

  • استفاده از لیزر فمتوثانیه 1030 نانومتر
  • قابلیت تکرارپذیری این طرح برای فیبرهای نوری مختلف و در شرایط پیاده‌سازی مختلف
  • تجربه­ تیم مجری در زمینه کار با لیزرهای پالس کوتاه
  • تجهیزات موردنیاز: آزمایشگاه می‌بایست امکانات اپتیکی نظیر میز اپتیکی، OSA، سیستم‌های اندازه‌گیری اپتیکی، اتاق تمیز و لیزر فمتوثانیه می‌باشد.

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
  • زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 20 فروردین 1401 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا

به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.