Voor het vervaardigen van micro/nano structuren op metalen oppervlakken, verschillende technologieën zijn voorgesteld, inclusief chemisch etsen, mechanisch groeven, reactief ionenetsen, en laserverwerking met lange puls.

Ultrasnelle laserproductietechnologie is een van de relatief ideale technologieën voor het fabriceren van lichtvangende structuuroppervlakken. Echter, om eenvoudig en effectief breedbandeffectiviteit en ultralage gemiddelde reflectiviteitsprestaties op metalen oppervlakken te bereiken, blijft nog steeds een uitdaging.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Liu Hongjun van het Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) stelde een effectieve en eenvoudige methode voor om de micro/nano hybride structuren op metalen oppervlakken te fabriceren door aanpassing femtoseconde laservloed, scaninterval, en polarisatie.

De resultaten zijn gepubliceerd in Chinese Optica Letters .

De onderzoekers gebruikten een TC7-monster van titaniumlegering met een afmeting van 25 mm × 25 mm × 10 mm. Ze maakten het mechanisch gepolijste oppervlak van het monster schoon in een ultrasone reiniger met watervrije ethanol en gedeïoniseerd water voor de laserbehandeling. Een industriële fs-laser met een hoge herhalingssnelheid (1 MHz) en het hoogste vermogen (20 W) werd gebruikt voor het modificeren van metalen oppervlakken.

"We ontdekken dat de morfologie van de door de fs-laser vervaardigde monsters sterk veranderde onder verschillende laserverwerkingsparameters, " zei Dr. Liu. Bovendien, een ultralage gemiddelde reflectiviteit van 2% in de 250-2300 nm spectrale band en minimaal 1,5% reflectiviteit in de UV-band kon worden bereikt.

Volgens het absorptieprincipe van periodieke nanostructuren, hoe kleiner de randperiode, hoe beter de resonantieabsorptie van de korte golf. Omdat de hybride nanostructuur die wordt geïnduceerd door circulair gepolariseerd licht een kleinere randperiode heeft, het vertoont een uitstekende absorptie van de korte golf.

Door de voorgestelde methode toe te passen, grote delen van de micro/nano hybride structuren met een hoge consistentie kunnen worden bereikt voor praktische toepassingen.