At opnå metaloverflader med ultralav reflektivitet

At fremstille mikro/nano strukturer på metaloverflader, forskellige teknologier er blevet foreslået, inklusive kemisk ætsning, mekanisk rilling, reaktiv ion ætsning, og lang-puls laserbehandling.

Ultrahurtig laserfremstillingsteknologi er en af ​​de relativt ideelle teknologier til fremstilling af lysindfangende strukturoverflader. Imidlertid, at enkelt og effektivt opnå bredbåndseffektivitet og ultralav gennemsnitlig reflektivitet på metaloverflader er stadig en udfordring.

Et forskerhold ledet af prof. Liu Hongjun fra Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) foreslog en effektiv og enkel metode til fremstilling af mikro/nano-hybridstrukturer på metaloverflader ved at justere femtosekund laserfluens, scanningsinterval, og polarisering.

Resultaterne blev offentliggjort i Kinesiske optikbogstaver .

Forskerne brugte en TC7 titanlegeringsprøve med en størrelse på 25 mm × 25 mm × 10 mm. De rensede den mekanisk polerede overflade af prøven i en ultralydsrens med vandfri ethanol og deioniseret vand før laserbehandling. En industriel fs-laser med en høj gentagelseshastighed (1 MHz) og den højeste effekt (20 W) blev anvendt til metaloverflademodifikation.

"Vi finder ud af, at morfologien af ​​prøverne fremstillet af fs-laseren ændrede sig meget under forskellige laserbehandlingsparametre, " sagde Dr. Liu. Desuden, en ultralav gennemsnitsreflektivitet på 2% i 250-2300 nm spektralbåndet og minimum 1,5% reflektivitet i UV-bånd kunne opnås.

I henhold til absorptionsprincippet for periodiske nanostrukturer, jo mindre udkantsperiode, jo bedre resonansabsorption af den korte bølge. Da den hybride nanostruktur induceret af cirkulært polariseret lys har en mindre randperiode, det viser en fremragende absorption af den korte bølge.

Ved at anvende den foreslåede metode, store områder af mikro/nano hybrid strukturer med høj konsistens kunne opnås til praktiske anvendelser.