高功率绿光飞秒激光诱导产生钛表面周期性微结构

论文摘要

采用飞秒激光在金属材料表面制备周期性微结构在光伏发电、自清洁以及生物医学等领域具有广阔的应用前景。采用功率为75 W、脉宽为800 fs、波长为515 nm的飞秒激光,首先研究线扫描条件下钛的烧蚀阈值,然后基于90°交叉面扫描的加工方式诱导钛表面微结构,推导出面扫描时单位点的有效脉冲数计算公式,并对结构演变规律进行归纳分析。结果表明:同文献报道的红外飞秒激光相比,钛表面绿光飞秒激光的烧蚀阈值明显降低;不同参数对钛表面微结构的影响可以归纳为面扫描单位点的有效脉冲数和激光能量密度。当激光能量密度较低时,随着有效脉冲数的增加,钛表面微结构由不均匀分布的驼峰状凸起转变为均匀的柱状阵列结构,能量密度较高时则转变为相互连接的丘陵状结构。高的激光能量密度、低的有效脉冲数与低的激光能量密度、高的有效脉冲数诱导的结构类似,使用高能量密度可显著提高加工效率。

论文目录

• 1 引 言
• 2 实验设备与方法
• 3 结果与分析
•   3.1 钛表面绿光飞秒激光的烧蚀阈值
•   3.2 工艺参数对表面微结构形貌的影响规律
•     3.2.1 表面微结构随扫描次数的变化规律
•     3.2.2 能量密度对表面微结构的影响规律
•     3.2.3 扫描速度对表面微结构的影响规律
•     3.2.4 扫描间距对表面微结构的影响规律
•     3.2.5 有效脉冲数的影响规律
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 秦晓阳,黄婷,肖荣诗

关键词: 激光技术,绿光飞秒激光,周期性微结构,烧蚀阈值

来源: 中国激光 2019年10期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 北京工业大学高功率及超快激光先进制造实验室

基金: 国家自然科学基金(51675013)

分类号: TN249

页码: 138-146

总页数: 9

文件大小: 3794K

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