研究目的
研究波纹结构中着色效果与人工诱导缺陷之间的相关性,并理解如何控制颜色的光谱特性。
研究成果
研究表明,波纹结构中的缺陷能使颜色在更大视角范围内显现。具有LIPSS的部分覆盖表面因存在不规则性而呈现更鲜艳的色彩。该方法缩短了生产时间并提高了可重复性,有利于彩色标记应用。
研究不足
该研究聚焦于波纹结构中缺陷对显色效果的影响,并未深入探讨可能影响结构色的其他因素。文中提及了该技术系统化与工业应用的实践可能性,但未作深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用超短激光脉冲在金属表面诱导周期性表面图案,这些图案作为衍射光栅产生结构色。研究探讨了波纹结构缺陷对着色效果的影响。
2:样本选择与数据来源:
以不锈钢表面作为样本,通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究表面形貌。
3:实验设备与材料清单:
二极管泵浦Yb:KYW薄盘飞秒激光器(JenLas D2.fs, Jenoptik)、扫描电子显微镜(SEM, Zeiss EVO MA 15)、原子力显微镜(AFM, Nanoscope 5, Bruker公司)、SCHOTT KL 1500电子白光源、光谱仪(Ocean Optics, USB2000+)、照相机(松下, DMC-G70KA Lumix G)。
4:fs, Jenoptik)、扫描电子显微镜(SEM, Zeiss EVO MA 15)、原子力显微镜(AFM, Nanoscope 5, Bruker公司)、SCHOTT KL 1500电子白光源、光谱仪(Ocean Optics, USB2000+)、照相机(松下, DMC-G70KA Lumix G)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过激光加工在不锈钢表面制备波纹结构,利用可观测白光照射后显现结构色的装置,分析覆盖样品的LIPSS光学特性。
5:数据分析方法:
采用二维快速傅里叶变换(2D-FFT)分析图案周期性,通过光谱测量量化光学特性。
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SCHOTT KL 1500 electronic
White light source
SCHOTT
Used for illuminating the surface to reveal structural colours.
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USB2000+
Spectrometer
Ocean Optics
Used for recording the colours.
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DMC-G70KA Lumix G
Photo camera
Panasonic
Used for capturing the light pattern.
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JenLas D2.fs
Diode-pumped Yb:KYW thin-disc femtosecond laser
Jenoptik
Used for inducing periodic surface patterns on metallic surfaces.
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Zeiss EVO MA 15
SEM
Zeiss
Used for studying the surface topology.
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Nanoscope 5
AFM
Bruker Corp.
Used for studying the surface topology.
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