Thứ năm, Ngày 27 Tháng 1 Năm 2022

Ứng dụng Khoa học công nghệ

Gửi Email In trang Lưu
Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị đo xa sử dụng laser bơm bằng laser bán dẫn”, mã số ĐTĐLCN.24/18

10/11/2021 23:31

Ngày 09/11/2021, Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) đã tổ chức phiên họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị đo xa sử dụng laser bơm bằng laser bán dẫn”, mã số ĐTĐLCN.24/18.

Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ gồm có 09 thành viên do GS.TS Nguyễn Đại Hưng làm Chủ tịch Hội đồng; GS.TS Vũ Đình Lãm làm Phó Chủ tịch Hội đồng đồng thời là Tổ trưởng Tổ chuyên gia chủ trì phiên họp.



TS. Nguyễn Văn Thương thay mặt nhóm nghiên cứu trình bày tóm tắt các nội dung nghiên cứu và kết quả của nhiệm vụ

 

Đo xa laser là một trong những ứng dụng được sử dụng rộng rãi nhất trong quân sự do những ưu điểm nổi bật về thời gian đo, kết quả đo là kết quả số hóa, độ chính xác cao và không phụ thuộc vào cự ly đo và có độ phân giải về góc lớn. Các sản phẩm đo xa laser có thể là các loại nhỏ cầm tay đo được khoảng cách từ vài mét đến hàng chục km dùng cho bộ binh, pháo binh hoặc những tổ hợp đo xa tích hợp với hệ thống trinh sát quang - điện tử, chỉ thị mục tiêu, dẫn đường bằng laser và điều khiển hỏa lực có cự ly hoạt động đến hàng chục km.

Một trong những xu hướng phát triển hiện nay trên thế giới đối với thiết bị đo xa laser phục vụ mục đích quân sự bao gồm: thiết bị đo xa laser sử dụng đầu phát laser rắn bơm bằng laser bán dẫn. Các thiết bị loại này có nhiều ưu điểm: tần lặp cao (có thể đến 30 - 40 Hz), cự ly đo xa (đến 30 km theo tính toán) và có kích thước nhỏ gọn, tiêu tốn ít năng lượng, hiệu suất cao.

Các thiết bị đo xa laser trang bị trong quân đội ta hiện nay chủ yếu do nhập của nước ngoài. Trong những năm qua, Viện Vật lý Kỹ thuật, Bộ Quốc phòng đã thực hiện nhiều nhiệm vụ nghiên cứu, khai thác sử dụng và đảm bảo kỹ thuật, sửa chữa các thiết bị đo xa laser có trong trang bị, cũng như đã tham gia triển khai các dây chuyền sửa chữa khí tài đo xa laser tại Việt Nam. Trong đó, có việc biên soạn các tài liệu công nghệ, huấn luyện cán bộ và công nhân kỹ thuật. Tuy nhiên, việc sửa chữa này mới chỉ được thực hiện trên những thiết bị của phòng thí nghiệm chứ chưa thể xây dựng được dây chuyền và những modul, linh kiện hỏng hóc vẫn phải đặt mua từ nước sản xuất. Hiện nay, các nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị đo xa laser hoàn chỉnh tại Việt Nam và đặc biệt là thiết bị đo xa sử dụng đầu phát xung laser bơm bằng laser bán dẫn tại Việt Nam còn chưa được quan tâm nhiều và chưa có công trình nghiên cứu được triển khai thực hiện. Công việc này đòi hỏi sự liên kết của nhiều lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và công nghệ cao: vật lý laser, quang học phi tuyến, công nghệ mạ màng quang học cho bước sóng laser, công nghệ bơm bằng laser bán dẫn trong chế tạo đầu phát laser, công nghệ làm mát và ổn định nhiệt bằng hiệu ứng nhiệt điện cho ma trận laser bán dẫn bơm, công nghệ FPGA để lập trình vi xử lý tốc độ cao, công nghệ gia công quang học và cơ khí với độ chính xác cao.

Nhằm đáp ứng nhu cầu thiết kế, chế tạo và sửa chữa thiết bị đo xa laser phục vụ nhu cầu của quân đội, dựa theo Định hướng Phát triển vật lý đến năm 2020 theo Quyết định số 380/QĐ-TTg ngày 24/3/2015 của Thủ tướng Chính phủ, đồng thời nằm trong các định hướng nghiên cứu ưu tiên của ngành Vật lý đến năm 2020 tầm nhìn 2030 được cụ thể hóa trong Quyết định số 677/QĐ-BKHCN ngày 08/4/2015 của Bộ trưởng Bộ KH&CN, Bộ KH&CN đã phê duyệt nhiệm vụ “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị đo xa sử dụng laser bơm bằng laser bán dẫn”do TS Nguyễn Văn Thương làm chủ nhiệm; Viện Vật lý Kỹ thuật/Viện KH&CN quân sự là cơ quan chủ trì thực hiện từ 01/11/2018 đến 31/10/2021 với ba mục tiêu chính:

- Làm chủ công nghệ chế tạo thiết bị đo xa sử dụng laser bơm bằng laser bán dẫn.

- Chế tạo thành công thiết bị đo xa sử dụng laser bơm bằng laser bán dẫn có khả năng tích hợp và ứng dụng.

- Thử nghiệm thiết bị tại một đơn vị (tích hợp với camera quan sát ngày để ngắm đo cự ly tới mục tiêu).


I. Kết quả đã đạt được của nhiệm vụ: 

1. Sản phẩm dạng I:



Thiết bị đo xa laser
 S-DL5
 

Số TT

Tên sản phẩm

Đơn vị tính

Số lượng đạt được

Mức chất lượng đạt được

1

Thiết bị đo xa laser

S-DL5

Thiết bị

02

1.1 - Laser bơm bằng laser bán dẫn với bước sóng: 1064 nm;

1.2 - Năng lượng xung (sau hệ quang phát): 15 mJ;

1.3 - Độ rộng xung: 8 ns;

1.4 - Tần số đo: 15 Hz;

1.5 - Góc mở chùm tia laser sau hệ quang phát: 1,3 mRad;

1.6 - Cự ly đo: đến 20 km;

1.7 - Sai số kết quả đo lớn nhất: ± 1 m;

1.8 - Điện áp nguồn nuôi: 24±2 VDC;

1.9 - Cổng kết nối: RS 422;

1.10 - Kích thước: 260x145x110 mm;

1.11 - Khối lượng: 3,2 kg;

1.12 - Công suất tiêu thụ: 45 W;

1.13 - Dải nhiệt độ làm việc: 0oC - 60oC;

1.14  Chịu độ ẩm ở 30oC: 95%;

1.15 - Chịu va đập cơ học dọc trục quang học (G, ms): 2, 10, 60;

1.16 - Chịu rung xóc hình sin (Hz, gia tốc, thời gian): 5-300 Hz, 3 g, 12 phút.

 



Thi
ết bị đo xa laser S-DL5 tích hợp trong hệ thống quang điện tử
 

2. Sản phẩm dạng II:

Số TT

Tên sản phẩm

Số lượng

Mức chất lượng đạt được

1

Bộ tài liệu kỹ thuật bao gồm:  Bản vẽ thiết kế sản phẩm; Thuyết minh kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng; Điều kiện kỹ thuật.

01

Trình bày đúng các quy định và tiêu chuẩn đối với tài liệu thiết kế. Được hội đồng thông qua. Viện Vật lý kỹ thuật phê duyệt.

2

Quy trình chế tạo laser bơm bằng laser bán dẫn (quy trình lắp ráp, hiệu chỉnh)

01

Quy trình lắp ráp, hiệu chỉnh laser bơm bằng laser bán dẫn với các thông số kỹ thuật đáp ứng cho sản phẩm dạng 1 của đề tài và được Hội đồng thông qua. Viện Vật lý kỹ thuật phê duyệt.

3

Quy trình chế tạo thiết bị đo xa dùng laser bơm bằng laser bán dẫn (sơ đồ lắp ráp; quy trình lắp ráp, hiệu chỉnh)

01

Quy trình lắp ráp, hiệu chỉnh thiết bị đo xa với các thông số kỹ thuật như sản phẩm dạng 1 của đề tài và được Hội đồng thông qua. Viện Vật lý kỹ thuật phê duyệt.

4

Mô hình tích hợp thiết bị đo xa laser với camera quan sát ngày để thử nghiệm tại đơn vị.

01

Mô hình tích hợp thiết bị đo xa laser với hệ thống quang điện tử để thử nghiệm tại đơn vị.

5

Báo cáo kết quả thử nghiệm thiết bị của đơn vị thử nghiệm

01

Báo cáo đánh giá của đơn vị thử nghiệm, đánh giá được kết quả thử nghiệm thiết bị tại đơn vị và khả năng ứng dụng của sản phẩm. Được đơn vị thử nghiệm xác nhận.

6

Tiêu chuẩn cơ sở của thiết bị đo xa dùng laser rắn YAG:Nd bơm bằng laser bán dẫn

02

Viện KH-CN quân sự ban hành

7

Báo cáo tổng kết; Báo cáo tóm tắt đề tài; Phụ lục pháp lý.

01

Trình bày khoa học

 

3. Sản phẩm dạng III:

Số TT

Tên sản phẩm

Số lượng

Mức chất lượng đạt được

1

Bài báo quốc tế

03

03 bài được đăng trên tạp chí quốc tế, trong đó 02 bài  ISI.

2

Bài báo trong nước

02

02 bài được đăng trên tạp chí trong nước và báo cáo tài 04 Hội thảo Khoa học chuyên ngành trong nước và quốc tế tổ chức tại Việt Nam

3

Đăng ký sở hữu trí tuệ

01

Đơn đăng ký được chấp nhận

4

Thạc sỹ

02

Đã bảo vệ và cấp bằng;

5

Tiến sỹ

01

Tham gia đào tạo.

 

II. Danh mục sản phẩm khoa học dự kiến ứng dụng, chuyển giao:

Số TT

Tên sản phẩm

Thời gian dự kiến ứng dụng

Cơ quan dự kiến ứng dụng

 

   Thiết bị đo xa laser S-DL5

Sau khi nghiệm thu (năm 2021)

Viện Tự động hóa kỹ thuật quân sự/Viện KH-CN quân sự

 

III. Về những đóng góp mới của nhiệm vụ:

1. Về giải pháp KH&CN: Đề tài đã xây dựng được bộ bản vẽ thiết kế, quy trình lắp ráp, căn chỉnh và thử nghiệm cho mẫu đo xa laser sử dụng laser rắn YAG:Nd, bơm bằng laser bán dẫn và biến điệu chủ động trên cơ sở tinh thể LiNbO3. Đồng thời đã chế tạo và tích hợp 02 thiết bị đo xa laser với camera ngày để thử nghiệm.

Kết quả của đề tài có những đóng góp tích cực trong việc phát triển KHCN trong nước thuộc lĩnh vực laser, đo xa laser và các hệ thống quang điện tử có tích hợp đo xa laser.

2. Về phương pháp nghiên cứu: Thường xuyên cập nhật tin tức, thành quả nghiên cứu KH&CN trong lĩnh vực liên quan. Trên cơ sở nghiên cứu các mẫu đo xa laser với tính năng tương tự trên thế giới để lựa chọn cấu hình cơ sở, thiết kế chế tạo phục vụ mục đích theo yêu cầu đặt ra.

3. Những đóng góp khác: Bổ sung kiến thức và kinh nghiệm cho đội ngũ cán bộ nghiên cứu. Tạo khả năng nghiên cứu độc lập và khả năng liên kết trong nhóm nghiên cứu cũng như khả năng phối hợp với các đơn vị nghiên cứu trong và ngoài quân đội.

IV. Về hiệu quả về kinh tế và xã hội của nhiệm vụ:

1. Hiệu quả kinh tế: Có thể liên kết với nhà máy quang - cơ khí của Bộ Quốc phòng để gia công chế thử và chuyển giao thiết kế, công nghệ lắp ráp, căn chỉnh thiết bị đo xa sử dụng laser rắn YAG:Nd bơm bằng laser bán dẫn và biến điệu chủ động, góp phần làm giảm giá thành sản phẩm khi sản xuất loạt phục vụ nhu cầu trong nước.

2. Hiệu quả xã hội: Việc chủ động thiết kế, chế tạo thiết bị đo xa laser trong điều kiện Việt Nam, phục vụ mục đích quân sự mang lại lợi ích về kinh tế, xã hội cao.

3. Hiệu quả ứng dụng trong quân sự: Chủ động trong việc chế tạo đầu phát laser nói chung, thiết bị đo xa laser nói riêng phục vụ quân đội, góp phần chủ động trong việc sửa chữa, bảo đảm kỹ thuật, thiết kế chế tạo các hệ thống vũ khí, khí tài công nghệ cao góp phần hiện đại hóa quân đội bằng nguồn lực trong nước.



Toàn cảnh phiên họp Hội đồng đánh giá nghiệm thu cấp quốc gia

 

Các thành viên Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao những đóng góp của Chủ nhiệm và Cơ quan chủ trì; phần báo cáo tổng kết và báo cáo tóm tắt có cấu trúc hợp lý, phù hợp với yêu cầu của một báo cáo khoa học; số lượng, khối lượng, tiến độ và chất lượng sản phẩm đều đạt yêu cầu nhiệm vụ. Với kết quả đạt được, Hội đồng nhất trí nghiệm thu đề tài ở mức Đạt, đồng thời yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp thu các nội dung và chỉnh sửa cho phù hợp, hoàn thiện hồ sơ trình Bộ KH&CN ra quyết định công nhận kết quả của nhiệm vụ.

Nguồn: Vụ Khoa học Xã hội, Nhân văn và Tự nhiên

Tin khác

Xây dựng quy trình kỹ thuật cao trồng trà hoa vàng tại Vườn Quốc gia Cát Bà (10/11/2021 18:19)

Mô hình nuôi gà thả vườn an toàn sinh học ở Đắc Nông (10/11/2021 00:06)

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình kỹ thuật nuôi ong nội năng suất cao và chế tạo máy tách nước thuỷ phần mật ong (04/11/2021 22:30)

Hội đồng tư vấn giao trực tiếp tổ chức, cá nhân chủ trì thực hiện dự án Khoa học và Công nghệ cấp cơ sở năm 2022 của tỉnh Cao Bằng (03/11/2021 22:25)

Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng tập huấn kỹ thuật thâm canh bưởi đỏ theo tiêu chuẩn VietGAP cho người dân tại huyện Tân Lạc, tỉnh Hòa Bình (29/10/2021 22:00)

Nghiên cứu khoa học và công nghệ phục vụ bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai (22/10/2021 22:18)

Mô hình trồng cam - nuôi ong ở huyện miền núi biên giới Vũ Quang (19/10/2021 18:02)

Công nghệ in 3D tiềm năng và ứng dụng (05/10/2021 17:11)

Xây dựng mô hình nhân giống và trồng thương phẩm cây Bò khai tại Vườn Quốc gia Cát Bà (02/10/2021 17:03)

Lại tạo thành công hai giống dưa lưới mới (22/09/2021 18:59)

xem tiếp