纳秒激光制备宽波段抗反射微纳复合结构金属表面

发布时间：2022-06-23 08:51

　　材料表面的反射特性在光子、电子、传感应用等方面有着非常大的应用潜力,尤其是金属材料,如Au、Ag、Pt、Cu、Al等,在光子、电子、红外传感、雷达隐身、拉曼光谱检测增强等领域都有着重大的应用。目前,由于能源日益短缺,而太阳能的可持续性以及绿色环保的特点,使其成为了目前最为理想的能源之一。增强材料对太阳能主要辐射波段的吸收,是增强光电、光热转换效率的有效途径之一。一般来说,改变材料表面抗反射性能的手段主要有抗反射涂层和抗反射结构。本文采用纳秒脉冲激光直写的方法在铜金属表面诱导出具有抗反射性能的微纳复合结构。通过研究激光烧蚀中等离子体膨胀、冷却以及沉积的过程、激光诱导微纳复合结构形态变化的过程,以及复合结构的组成特征,综合分析激光诱导金属微纳复合结构的形成机制;对微纳复合结构的制备进行工艺研究,并对不同结构表面进行入射光吸收率检测,进而分析材料表面的吸收性能、激光加工参数以及表面结构形貌之间的关系;最后利用模拟太阳光对结构样件进行光照升温和蒸馏试验,以材料表面的温度变化、光热转换效率以及蒸馏速率作为性能评估标准,证明微纳复合结构对材料表面吸光性能的增强作用,具体的研究方法和结论如下:（1）... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 金属抗反射结构的理论研究
            1.2.1.1 抗反射涂层的原理
            1.2.1.2 金属微结构抗反射原理
        1.2.2 表面抗反射结构的制备方法
        1.2.3 激光加工抗反射结构的现状及挑战
    1.3 课题来源及研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要的研究内容
    1.4 本章小结
第二章 实验材料与装置
    2.1 实验材料及处理
    2.2 实验装置
        2.2.1 激光诱导等离子体检测装置
        2.2.2 激光诱导微纳结构加工系统
    2.3 性能测试系统
        2.3.1 光照升温试验装置
        2.3.2 蒸馏脱盐试验装置
    2.4 检测装置
    2.5 本章小结
第三章 脉冲激光诱导金属微纳复合结构的形成研究
    3.1 等离子体拍摄研究
        3.1.1 实验方法及图像分析
        3.1.2 实验结果与分析
    3.2 等离子体光谱拍摄实验
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验结果及分析
    3.3 微纳复合结构形成过程研究
    3.4 纳秒激光诱导微纳复合结构的形貌特征
    3.5 微纳复合结构成型机理模型
    3.6 本章小结
第四章 激光制备铜金属微纳复合结构的工艺研究
    4.1 扫描速度的影响
    4.2 扫描间距的影响
    4.3 分析与讨论
    4.4 本章小结
第五章 微纳复合结构抗反射性能研究
    5.1 微纳复合结构抗反射性能分析
        5.1.1 铜微纳复合结构的吸光性能
        5.1.2 扫描速度的影响
        5.1.3 扫描间距的影响
        5.1.4 讨论与分析
    5.2 抗反射性能测试试验
        5.2.1 模拟太阳光照升温试验
        5.2.2 蒸馏脱盐模拟试验
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3653789