În cursul anului 2018 au fost obţinute:

• specificaţiile fiecărei componente a sistemului de detecţie de gaze din infrastructuri și au fost realizate schemele corespunzătoare;
  au fost simulate doua tipuri de lentile Fresnel, utilizate pentru colimarea radiaţiei obţinute de la sursa și focalizarea către detectorul de gaze comercial;
• de asemenea, au fost studiate diferite tipuri de metasuprafețe absorbante pentru a obține sursa de radiaţie selectivă și, totodată, diverse geometrii configurate pe trei tipuri de substraturi, obținându-se maxime de absorbţie pentru mai multe gaze de interes.
• tot în această etapă a fost propus un flux tehnologic necesar pentru fabricarea structurilor dorite și au fost realizate primele teste tehnologice, obținându-se astfel rezistenţe de tip meandre și metasuprafeţe alcătuite din rezonatori circulari utilizând fotolitografia, metoda lift-off, depuneri prin pulverizare sau ALD.
• pe baza acestor structuri test a fost dezvoltat procesul experimental pentru caracterizarea componentelor senzorului de gaze.

De asemenea, obiectivele proiectului și rezultatele preliminare obținute in această etapă au fost prezentate la conferințe internaționale de către tinerii cercetători Roxana Tomescu (responsabil proiect), Laura Mihai (responsabil partener INFLPR) și Bodgan Călin (INFLPR).

În plus, în cadrul proiectului au fost ocupate trei posturi de asistent de cercetare: 2 posturi – IMT-București și 1 post – CETAL-INFLPR. Cercetătorii nou angajați au posibilitatea utilizării unor echipamente de ultimă generație pentru simulare, proictare, realizare și caracterizare spectrală a dispozitivelor din cadrul proiectului, echipamente ce fac parte din noile infrastructuri CENASIC/IMT si CETAL/INFLPR.

Modul de functionare al sistemului de detectie propus: la nivelul sursei termice de emisie se aplica un curent electric ce determina incalzirea rezistentei prin efect Joule. Metasuprafata plasata direct peste sursa termica clasica va absorbi tot spectrul larg emis si prin intermediul structurilor rezonatoare va filtra si transmite catre detector lungimi de unda specifice lungimilor de absorbtie diferitelor gaze ce se gasesc in incaperile industriale; lentile Fresnel sunt utilizate pentru a colima radiatia, iar pentru detectia radiatiei emise de sursa selectiva se va utiliza un detector comercial.

In cadrul etapei 2 au fost fabricate tehnologic si caracterizate cele trei componente ale sistemului propus: sursa de radiatie de spectru larg, metasuprafata specific configurata si lentilele Fresnel. In vederea optimizarii geometriilor si proceselor tehnologice utilizate, au fost atinse urmatoarele obiective:

1. Proiectarea si simularea unei surse termice clasice (rezistor): utilizand doua abordari diferite de simulare: i) utilizand programul saftware Ansys Icepack si aplicand o putere de 0.2 sau 4W; ii) utilizand programul software COMSOL Multiphysics si aplicand o tensiune de 10V. Astfel au fost stabilite materialele utilizate, geometria (configuratie tip menadre cu 2 sau 3 meandre, cu paduri inguste sau late) si aria acesteia (1cm²);
2. A fost stabilita geometria metasuprafetelor absorbante configurate pentru absorbtia la anumite lungimi de unda;
3. Au fost proiectate lentile Fresnel care sa functioneze la lungimi de unda specifice tinand cont de rezultatele masuratorilor absorbtiei metasuprafetelor (3.3 µm, 4.25 µm, 5.25µm);
4. Au fost concepute fluxuri tehnologice, urmate de fabricarea si caracterizarea morfologica a celor trei componente necesare dezvoltarii sistemului de detectie de gaze propus;
5. Au fost masurate atat absorbtia metasuprafetelor cat si emisia surselor de radiatie.

In cadrul Proiectului 3, tinand cont de rezultatele obtinute in etapele anterioare, au fost optimizate componentele optice ale sistemului de detectie si realizate modelele experimentale corespunzatoare acestora.

Mai mult decat atat, a fost realizat un model experimental pentru sistemul de detectie pentru gaze periculoase. Componentele optice optimizate au fost caracterizate prin procedeele experimentale dezvoltate in etapele anterioare, pentru fiecare componenta fiind intocmit un raport de testare.

Pentru caracterizarea in putere optica si lungime de unda a sistemului de detectie a fost pus la punct un procedeu experimental si intocmita procedura experimentala preliminara, varianta finala fiind realizata la etapa urmatoare. Deoarece se doreste testarea sistemului de detectie si din punctul de vedere al rezistentei acestuia la socuri, a fost realizat montajul experimental de testarela vibratii si a fost intocmita o varianta a procedurii de masurare.

Rezultatele obtinute la aceasta etapa au fost prezentate la 2 conferinte internationale. De asemenea, a fost depus de catre cele doua organizatii partenere o cerere de  brevet, a fost publicata o lucrare stiintifica intr-un volum de conferinta ISI, a fost publicata o lucrare intr-o revista ISI.

In aceasta etapa a fost optimizat fluxul tehnologic pentru obtinerea structurilor de tip surse de emisie selectiva in domeniul IR cu aplicatii in detectia gazelor. Astfel, a fost optimizata selectia de materiale ce intra in compozitie structurii multi-strat in asa fel incat sa se evite posibile exfolieri in timpul functionarii indelungate la temperaturile ridicate necesare pentru atingerea rezultatelor dorite.

Au fost testate cele patru tipuri de micro-incalzitoare din componenta sursei selective in domeniul IR urmarind temperaturile ce poti fi atinse in functie de tensiunea de alimentare.

A fost elaborata metoda de testare in flux de gaz si au fost efectuate teste de functionare a sistemului de detectie gaze. Au fost testate structuri optimizate pentru emisia in domeniile spectrale corespunzatoare domeniilor de absorbtie a gazelorCO₂, CO si respectiv CH₄.  S-a pus in evidenta scaderea puterii optice detectate la cresterea concentratiilor de gaz periculoase.