PROIECTUL" Evaluarea de Componente pentru Aplicatii Spatiale - ECSA " - contract No. 67/2013

Titlul proiectului: Evaluarea Componente pentru Aplicattii Spatiale

Acronim: ECSA

Organizatia coordonatoare: Institutul National pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei - INFLPR, Magurele, Str. Atomistilor 409, judetul Ilfov, RO-077125, telefon 00 421 457 44 89, fax 00 421 457 42 43, Director General : Dr. Ion MORJAN, Contabil Sef: Ec.Mihaela OSMAN

Organizatie partenera:

•  P1: Institutul National de Fizica si Inginerie Nucleara “Horia Hulubei”

Autoritate contractanta: Agentia Spatiala Româna - ROSA

Data de începere a proiectului: 2013

Data de încheiere a proiectului: 2016

Bugetul proiectului: 899.930 lei, fonduri publice

Scopul si obiectivele proiectului:

  1. Scopul proiectului consta in evaluarea degradarii laserilor si a detectoarelor de mid-IR în diferite conditii de iradiere, pentru utilizarea lor în misiuni spatiale.

  2. Vor fi investigati parametrii electrici, optici si electro-optici folosind abordarea moderna a radiometrie bazate pe laseri acordabili. Schimbarea caracteristicilor materialelor optice specifice pentru mid-IR sub actiunea radiatiei va fi si ea investigata. Diagrama de activitati

  3. Vor fi testate detectoare fotovoltaice si fotoconductive.

  4. Proiectul se bazeaza pe facilitatea nou dezvoltata cea a Laboratorului de Investigatii Fotonice (Phil), parte a Centrului de Tehnologii Avansate cu Laser - CETAL, bazându-se pe tehnologii de ultima generate utilizate în caracterizarea laserilor si senzori optici.

Rezultatele asteptate ale proiectului:

Rezultatele proiectului sunt de interes pentru actiunile COST:

•  MP 1204 “TERA-MIR Radiation: Materials, Generation, Detection and Applications”

•  IC1101: “Optical Wireless Communications – An Emerging Technology”

Rezultatele obtnute in fiecare etapa a proiectulu:

2014 - rezultate

  1. Cercetare bibliografica cu privire la efectele radiatilor asupra materialelor si componentelor care urmeaza a fi testate

  2. Cercetare de piata pentru achizitionarea produselor si materialelor care vor fi testate

  3. Achizitii de materiale optice de mid-IR pentru a fi testate: ZnSe, CaF2, BaF2, safir

  4. Proiectrea configuratiei pentru evaluare transmisiei spectral si a reflectantei spectrale

  5. Au fost comandate de la doi producatori independenti diferite tipuri de detectoare pentru mid-IR (care functioneaza la temperatura camerei si cu racire termoelectrica), pre-amplificatoare asociate si sistemele de control al temperaturii si accesoriile

  6. Personalul laboratorului a fost instruit cu privire la evaluarea caracteristicilor laserilor de mid-IR

  7. Personalul laboratorului a fost instruit cu privire la evaluarea caracteristicilor detectoarelor de mid-IR

  8. Personalul laboratorului a fost instruit cu privire la evaluarea caracteristicilor componente optice de mid-IR

  9. Un tânar cercetator a primit o bursa pentru a participa la "Scoala de Electronica si Inginerie Electrica a actiunilor COST BM1205 si MP1204, privind radiatia THz, Mid-IR si unde milimetrice "

 

2015- rezultate

1. Au fost achizitionate detectoare de mid-IR fotovoltaice si fotoconductoare impreuna cu accesorii si sisteme de control

2. A fos achizitionat un laser tip quantum cascade laser (QCL) impreuna cu sistemul de control si optica de IR

3. Au fost realizate montaje pentru masurarea transmitantei spectrale si a reflectantei spectrale pentru ferestre de IR, masurarile realizandu-se in domeniul 240 nm - 12.000 nm

4. Au fost iradiate patru tipuri de ferestere de IR cu radiatie gamma, fascicul de protoni, fascicule de electroni si radiatie alfa

5. Au fost masurate caracteristicile spectrale ale ferestrelor iradiate in domeniul optic si THz si a fost utlizata si imagistica de THz

6. Au fost caracterizate din punctul de vedere al semnalului de intuneric si a responsivitatii spectrale detectoate de IR fotoconductive si fotovoltaice

7. Au fost testate detectoare de mid-IR fotovoltaice si fotoconductoare la iradiarea cu fascicule de electroni.

8. Un tanar cercetator (dr. Laura Mihai) a urmat un stagiu de cerecetare la Univestitatea din Bari referitor la utilizarea QCLs

9. Lucrarea "Testing of ZnSe , CaF2, BaF2, and sapphire windows under alpha particles irradiation" a primit the Best Poster Award la conferinta The 3rd International Conference and Exhibition on Lasers, Optics & Photonices 2015, Valencia, 1-3 septembrie, 2015, pentru "calitate, noutate si importanta"

10. D. Sporea a sustinut o prezentare orala invitata privind rezultatele proiectului si perspective de colaborare in cadrul intalnirii anuale a retelei COST Action MP1307: Stable Next Generation Photovoltaics: Unraveling Degradation Mechanisms of Organic Solar Cells by Complementary Characterization Techniques, Vilnius, 19– 20 octombrie 2015.

11. Un tanar cercetator (dr. Laura Mihai) a primit o bursa pentru a prezenta rezultatele proiectului la NATO ARW on THz Diagnostics of CBRN Efefcts and Detection of Explosives & CBRN, Izmir, 3-6 noiembrie, 2015.

2016 - rezultate

1. Au continuat investigatii privind degradarea detectoarelor de IR (fotovoltaice si fotoconductoare) la iradiarea fascicule de electroni.

2. A fost investigata degradarea detectoarelor de IR (fotovoltaice si fotoconductoare) la iradiarea cu radiatie gamma,

3. A fost investigata degradarea detectoarelor de IR (fotovoltaice si fotoconductoare) la iradiarea cu fascicule de proroni.

4. A fost investigata degradarea detectoarelor de IR (fotovoltaice si fotoconductoare) la iradiarea cu radiatie alfa.

5. A fost realizat un montaj experrimental pentru caracterizarea diodelor laser tip "quantum cascade laser" (caracteristica curent-tensiune, emisia sepctrala, puterea optica, lungimea de unda si dependenta acestora de temperatura de functionare a diodei laser).

6. Un tanar cercetator (dr. Laura Mihai) a urmat cursurile scolii de vara organizate in cadrul retelei COST Action MP 1401.

7. A fost studiata degradarea diodelor laser tip QCL ca urmare a iradierii cu radiatie gamma.

8. A fost studiata degradarea diodelor laser tip QCL ca urmare a iradierii cu un fascicul de proroni

9. A fost studiata degradarea diodelor laser tip QCL ca urmare a iradierii cu un fascicul de electroni..

10. A fost studiata degradarea diodelor laser tip QCL ca urmare a iradierii cu radiatie alfa.

11. Lucrarea "Electron beam irradiation of materials and components to be used in mid-IR spectroscopy", autori: Dan Sporea ; Laura Mihai ; Adelina Sporea ; Gabriela Crăciun ; Elena Mănăilă, Proc. SPIE 9899, Optical Sensing and Detection IV, 98990O (April 29, 2016); doi:10.1117/12.2230234 este citata pe blog-ul companiei TeraView (http://terahertzspectroscopyandimaging.blogspot.ro/2016/05/electron-beam-irradiation-of-materials.html).

12. Lucrarea "Optical and THz investigations of mid-IR materials exposed to alpha particle irradiation", autori: D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, I. Vâţã, Scientific Reports, 40209 (2017), doi:10.1038/srep40209, este citata pe pagina de Internet a companiei Skight Optics Co., Ltd. (http://www.skightoptics.com/html_info/news-11.html).

Activitati de diseminare:

Lucrari publicate

1. Dan Sporea, Adelina Sporea, Laura Mihai, Andrei Stancalie, "The ECSA project", in Proc. 2014 16th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), doi: 10.1109/ICTON.2014.6876656..

2. P. Patimisco, L. Mihai, M. Giglio, A. Sampaolo, P. P. Calabrese, J. M. Kriesel, D. Sporea, G. Scamarcio, F. K. Tittel, V. Spagnolo, "Hollow-core waveguide for single-mode laser beam propagation in the spectral range of 3.7-7.3 µm ", Proc. SPIE 9755, Quantum Sensing and Nano Electronics and Photonics XIII, 97552M (February 13, 2016); doi:10.1117/12.2209533; http://dx.doi.org/10.1117/12.2209533.

3. P. Patimisco, A. Sampaolo, L. Mihai, M. Giglio, J. Kriesel, D. Sporea, G. Scamarcio, F. K. Tittel, V. Spagnolo, "Low-loss coupling of quantum cascade lasers into hollow-core waveguides with single-mode output in the 3.7–7.6 µm spectral range", Sensors 2016, 16, 533; doi:10.3390/s16040533.

4. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, G. Craciun, E. Manaila, "Electron beam irradiation of materials and components to be used in mid-IR spectroscopy", Proc. SPIE 9899, Optical Sensing and Detection IV, 98990O (April 29, 2016), doi:10.1117/12.2230234; http://dx.doi.org/10.1117/12.2230234.

5. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, Y. Galagan, "Optical and THz reflectance investigations of organic solar cells", Proc. SPIE 9898, Photonics for Solar Energy Systems VI, 989814 (April 29, 2016); doi:10.1117/12.2230693; http://dx.doi.org/10.1117/12.2230693.

6. D. Sporea, A. Sporea (2016). Radiation effects in optical materials and photonic devices, Radiation Effects in Materials, Dr. Waldemar Alfredo Monteiro (Ed.), pp. 37- 67, InTech, (2016)..

7. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, D. Ighigeanu, D. Neguţ. "Assessment of mid-IR components for spaceborne instrumentation: Radiation tests." In Metrology for Aerospace (MetroAeroSpace, 2016 IEEE, pp. 308-313. IEEE, 2016.

8. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, I. Vâţã, "Optical and THz investigations of mid-IR materials exposed to alpha particle irradiation", Scientific Reports, 40209 (2017), doi:10.1038/srep40209.

9. D. Sporea, L. Mihai, M. Straticiuc, I. Burducea, P. Bleotu, "Proton irradiation tests of quantum cascade lasers", Proc. IEEE International Conference on Advanced Materials for Science and Engineering (ICAMSE) doi: 10.1109/ICAMSE.2016.7840363.

10. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, D. Ighigeanu, D. Negut, "Optical and THz evaluation of components for gas sensing spectroscopy in hazardous environments", in THz Diagnostics of CBRN Effects and Detection of Explosives & CBRN , Pereira M. and Shulika, O. (Eds.), Springer, Dordrecht, The Netherlands, 63-69 (2017).

11. P. Bleotu, L. Mihai, D. Spoarea, "Setup for quantum cascade lasers characterisation using the LabVIEW programming environment", Romanian Reports in Physics, vol. 70, Number 3, 2018.

12. L. Mihai, D. Sporea, A. Sporea, M. Straticiuc, I. Burducea, "Effects of protons radiation on mid-IR QCL's", NATO ARW, M. Pereira (Ed.), Springer, Dordrecht, The Netherlands, in cus de publicare.

Prezentari la conferinte

  1. D. Sporea, "Evaluation of Components for Space Applications", raport anual, Conference Romanian Space Week 2014, Bucuresti, 12-16 mai, 2014.
  2. D. Sporea, A. Sporea, L. Mihai, A. Stancalie, "Testing setups for mid-IR active and passive optical components," International Conference Modern Laser Applications - INDLAS 2014, Bran, May 19-23, 2014.
  3. D. Sporea, A. Sporea, L. Mihai, A. Stancalie, "The ECSA Project," International Conference Transparent Optical Networks - ICTON 2014, Graz, July 6-10, 2014.
  4. L. Mihai, A. Stancalie, A. Sporea, D. Sporea, "Characterization of MIR optical materials in MIR and THz ranges," International Colloquium Physics of Materials (PM-4), Bucharest, November 13-14, 2014.
  5. D, Sporea , A. Sporea , L. Mihai , A. Stancalie, "Test of mid-R components for space missions," International Conference Mid-IR Optoelectronics - MIOMD 2014, Montpellier, October 5-9 2014.
  6. D. Sporea, "Evaluation of Components for Space Applications", raport anual, Conference Romanian Space Week 2015, Bucuresti, 27-29 mai, 2015.
  7. L. Mihai, D. Sporea, A. Sporea, I. Vâta, "Testing of ZnSe , CaF2, BaF2, and sapphire windows under alpha particles irradiation," The 3rd International Conference and Exhibition on Lasers, Optics & Photonices 2015, Valencia, September 1-3, 2015
  8. D. Sporea, L. Mihai, A. Stancalie, M. Straticiuc, I. Burducea, "Investigations of proton irradiation effects on IR windows," Sesiunea stiintifica anuala a Facultatii de Fizica, Bucharest, 19 Iunie 2015.
  9. D, Sporea, L. Mihai, A. Stancalie, D. Negut, "Gamma irradiated IR windows," International Conference ROMOPTO 2015, Bucharest, September 1 - 4, 2015.
  10. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, "Characterization of mid-IR detectors," International Conference ROMOPTO 2015, Bucharest, September 1 - 4, 2015.
  11. P. Patimisco, L. Mihai, M. Giglio, A. Sampaolo, J. M. Kriesel, D. Sporea, F. K. Tittel, V. Spagnolo, "Hollow-core waveguide for single mode laser beam propagation in the spectral range of 3.7-7.3 µm," Photonics West 2015, Quantum Sensing and Nano Electronics and Photonics XIII, part of SPIE OPTO, 13-18 februarie, 2016.
  12. D. Sporea, "Testing materials and devices under ionizing radiation for terrestrial applications and space missions," lucrare invitata la COST Action MP1307: Stable Next Generation Photovoltaics: Unraveling Degradation Mechanisms of Organic Solar Cells by Complementary Characterization Techniques, Vilnius, 19– 20 octombrie 2015.
  13. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, D. Ighigeanu, D. Negut, "Optical and THz evaluation of components for gas sensing spectroscopy in hazardous environments," NATO ARW on THz Diagnostics of CBRN Effects and Detection of Explosives & CBRN, Izmir, 3-6 noiembrie, 2015.
  14. L. Mihai, D, Sporea, P. Patimisco, A. Sampaolo, J. M. Kriesel, V. Spagnolo, "Improved QCL's beam delivery using HCW for applications in 3.7 – 10.3 µm spectral range," NATO ARW on THz Diagnostics of CBRN Effects and Detection of Explosives & CBRN, Izmir, 3-6 noiembrie, 2015.
  15. L. Mihai, D. Sporea, A. Sporea, Y. Galagan, "Optical and THz reflectance investigations of organic solar cells", lucrarea EPE116-41, Conferinta internationala SPIE Photonics Europe, 3 - 7 aprilie, 2016, Brussels.
  16. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, G. Craciun, E. Manaila, "Electron beam irradiation of materials and components to be used in mid-IR spectroscopy", lucrarea EPE117-144, Conferinta internationala SPIE Photonics Europe, 3 - 7 aprilie, 2016, Brussels.
  17. L. Mihai, P Bleotu, D. Sporea, "Setup for the characterization of quantum cascade lasers", Sesiunea stiintifica anuala a Facultatii de Fizica, Bucharest, 17 Iunie 2016.
  18. L. Mihai, A. Sporea, A. Stancalie, I. Vata, M. Straticiuc, I. Burducea, "Evaluation of mid-IR photoconductive and photovoltaic detectors", Sesiunea stiintifica anuala a Facultatii de Fizica, Bucharest, 17 Iunie 2016.
  19. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, D. Ighigeanu, D. Negut, "Evaluation of mid-IR components for spaceborne instrumentation", 2nd IEEE International Workshop on Metrology for AeroSpace, Florenta, 21-23 iunie 2016.
  20. D. Sporea, "Evaluation of Components for Space Applications", raport anual, Conference Romanian Space Week 2014, Bucuresti, 29 iunie - 01 iulie, 2016.
  21. L. Mihai, D. Sporea, "Infrastructure for MIR lasers characterization ", International Training School on Fiber Lasers & Optical Fiber Technology, 30 august - 1 septembrie, 2016, Prague.
  22. D. Sporea, L. Mihai, A. Sporea, I. Vata , M. Straticiuc, I. Burducea, "Mid-IR detectors testing for space missions", 13th International Conference on Mid-Infrared Optoelectronics: Materials and Devices, Beijing, China, 18-22 septembrie 2016,
  23. L. Mihai, D. Sporea, D. Negut, "Reliability of quantum cascade lasers under gamma Irradiation", 13th International Conference on Mid-Infrared Optoelectronics: Materials and Devices, Beijing, China, 18-22 septembrie 2016,
  24. L. Mihai, A. Sporea, D. Sporea, Y. Galagan, " THz nondestructive testing of optoelectronic components for spaceborne equipments ", Organic & Perovskite Solar Cells Conference, Heraklion, Crete, 19-21 octombrie 2016
  25. L. Mihai, D. Sporea, M. Straticiuc, I. Burducea, P. Bleotu, "Proton irradiation tests of quantum cascade lasers", 2016 IEEE International Conference on Advanced Materials for Science and Engineering (ICAMSE 2016), 12 - 13 noiembrie, 2016, Tainan, Taiwan..
  26. D. Sporea, L. Mihai, A. Stancalie, A. Sporea, "Laboratory setups for laser-based systems testing", AFLASER WG3 Meeting, 12 June 2018, Milano, Italy.
  27. L. Mihai, D. Sporea, "Investigations on Mid IR optical components and detector systems", 11th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications – ICPEPA 11, 10-14 September, 2018, Vilnius, Lithuania

Cereri de brevet de inventie

1. Cerere de brevet de inventie A/00380/ 08.06.2015, D. Sporea, A. Sporea, L. Mihai, Metoda si aparat pentru masurarea responsivitatii spectrale a detectoarelor optice de IR supuse iradierii cu radiatii ionizante (cerere de brevet de inventie)

Link-uri utile:

 

Datele de contact ale Directorului de proiect: Dr. Dan SPOREA, e-mail: dan.sporea@inflpr.ro, mobil : 0040745 75 95 45