基于空间光调制器的飞秒激光时空干涉在不锈钢表面高效率制备超疏水功能的仿生结构

基于空间光调制器的飞秒激光时空干涉方法,改变800 nm飞秒激光能流密度和累积脉冲数,在316镜面不锈钢上高效率、高质量地制备了面积为5 mm×5 mm的双尺度的类鲨鱼皮肤微纳米仿生结构,并研究了该结构在不同激光照射条件下的润湿性。在激光能流密度为1.37 J/cm~2,累积脉冲数为30~40的条件下,不锈钢表面碳元素含量最多增加了13.22%,润湿性由亲水(接触角88°)转变为超疏水,接触角高达165°。本研究利用灵活、高效的飞秒激光时空干涉加工方法,得到了稳定的超疏水表面,为仿生结构制备提供了新思路。

对基于时空干涉的空间整形的畸变与光强校正

时空干涉的飞秒激光空间整形技术是一种新型图形化激光加工方法,相比传统技术更加简单灵活并有更高的效率。然而此技术中的缩束系统造成的成像畸变严重影响了加工的准确性。本文模拟并分析了该系统中的畸变现象,利用空间光调制器的相位全息图补偿畸变引起的空间光场的位置变化和光强分布不均。此方法可使曝光处干涉图案的最大偏移量由10.66μm趋近于0,在实验中将相对最大偏差由60.42%降至8%以下,并使该处二维光强分布趋近于平顶光。该算法降低了时空干涉的飞秒激光空间整形技术对于缩束成像系统的设计需求,节省了成本与时间。基于以上方法,在不锈钢表面拼接加工出了1.5 mm×1.5 mm的具备多级别防伪能力的二维码图案。