В Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ) разработана технология, которая способна решить одну из ключевых задач российского приборостроения — создание отечественного серийного производства линз для тепловизоров, приборов ночного видения и других систем, работающих в инфракрасном (ИК) диапазоне.
Что такое халькогенидные стёкла и почему они важны
В тепловизорах и аналогичных устройствах, работающих с тепловым излучением, нельзя использовать обычное стекло — оно непрозрачно для инфракрасных волн. Для этих целей применяют халькогенидные стёкла. Их главная особенность заключается в химическом составе: в кристаллической решётке атомы кислорода заменены на атомы серы, селена или теллура. Именно эта замена и придаёт материалу его уникальные свойства: широкую прозрачность в инфракрасном диапазоне, высокий показатель преломления и относительно низкую температуру размягчения, что удобно для последующей обработки.
В чём суть новой технологии
Главная проблема, которую решили учёные, — это переход от неэффективной и дорогостоящей механической обработки к современному методу прецизионного формования. Традиционно линзы для инфракрасной оптики вытачивались из цельного куска стекла, и значительная часть дорогостоящего материала при этом превращалась в стружку. Команда СПбПУ пошла по иному пути, разработав технологию получения шарообразных заготовок. Эти заготовки затем нагреваются и спрессовываются в специальной форме, что позволяет получить линзу нужной геометрии без длительной механической обработки.
Такой подход, подобный тому, что уже используется для массового выпуска линз в камерах смартфонов, позволяет экономить и материал, и ресурсы, делая производство более быстрым и эффективным.
Ключевые преимущества российской разработки
Хотя технологией прессования халькогенидных стёкол за рубежом занимаются уже более десяти лет, разработка СПбПУ обладает важным конкурентным преимуществом.
Масштабируемость: Учёные разработали не только способ производства, но и спроектировали, и изготовили оборудование для него, создав готовую к внедрению в промышленность технологическую цепочку.
Превосходство над аналогами: Ключевой прорыв заключается в оригинальных методах очистки исходного сырья. Благодаря этому исследователям удалось расширить спектральную прозрачность получаемых стёкол, превзойдя по этому параметру существующие мировые аналоги. Это напрямую влияет на качество и чувствительность конечных устройств.
Значение для технологического суверенитета
Проект, поддержанный федеральным грантом «Приоритет-2030», имеет стратегическое значение, поскольку в настоящее время российский рынок производства такой оптики находится на стадии формирования, и зависимость от зарубежных решений остаётся высокой.
Новая разработка закрывает критическую потребность отечественных производителей тепловизионных устройств, в первую очередь приборов ночного видения. Сообщается, что проектом уже заинтересовались несколько крупных российских предприятий.
Таким образом, работа учёных СПбПУ — это не просто лабораторный успех, а готовое технологическое решение, которое закладывает основу для серийного выпуска стратегически важной высокотехнологичной продукции внутри страны.
