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飞秒激光金属表面着色技术研究

姬兴国  
【摘要】:论文主要利用飞秒激光通过定点辐照和扫描辐照两种方式对金属铝表面进行微纳结构的制备。在定点辐照实验中,得到了飞秒激光诱导周期性表面结构,并利用扫描电子显微镜观察辐照后铝的表面结构。讨论了脉冲能量、脉冲个数对铝表面微观结构形成的影响。利用飞秒激光与表面等离子体激元干涉理论分析了周期性微纳结构的形成机制,利用双温模型理论模拟了飞秒激光辐照后铝表面电子能量的空间分布。在扫描辐照实验中,发现被飞秒激光脉冲扫描过的铝表面形成了光栅结构,并且通过控制实验参数可使铝表面呈现为黑色、灰色和金色。飞秒激光辐照后铝表面吸收率的测量结果表明黑色铝在8μm-25μm波段的光吸收率可达85%-95%。利用颜色光学理论解释了金属表面颜色的改变,从微观上分析了铝样品光学特性改变的机理。


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