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oe1(光电查) - 科学论文

32 条数据
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  • 采用皮秒激光加工的普通铜表面与二氧化硅涂层铜表面的粗糙度及润湿性特性

    摘要： 近期多项研究探讨了激光纹理化铜表面对不同材料的润湿性转变机制。另有部分研究聚焦于加速亲水性向疏水性转变的方法，如退火处理和化学溶液应用。但鲜有学者关注如何维持激光纹理化表面的初始亲水性。本研究提出一种结合化学浴沉积与超快激光的复合表面改性方法：首先采用溶胶-凝胶法通过浸涂工艺对选定铜基底进行改性，随后用皮秒激光辐照涂层铜表面。激光纹理化后形成凹凸结构，同时可在表面烧结SiO?纳米颗粒，从而在保持原始亲水性的同时增强表面粗糙度。该复合改性方法可获得具有高精度图案的异质表面。此外，通过分析处理后表面的化学成分与形貌特征，运用Wenzel和Cassie-Baxter润湿模型探讨了不同激光能量密度下激光纹理化铜表面润湿性转变的机理。

    关键词： 粗糙度、铜、激光纹理化、润湿性、皮秒激光、溶胶-凝胶

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • Y-TZP陶瓷石墨化表面的脉冲激光效应

    摘要： 采用原创方法研究了四方氧化锆基陶瓷（部分稳定氧化钇，即Y–TZP陶瓷）表面石墨层在脉冲激光作用下的功能。研究发现，表面石墨化能提高激光辐射的吸收比例，从而使Y–TZP陶瓷在更低强度条件下即可实现加热、熔融和汽化，这有利于将脉冲激光辐射应用于表面改性。

    关键词： Y-TZP陶瓷、石墨层、脉冲激光效应、表层、粗糙度、表面形貌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 通过紫外皮秒激光微加工实现极高光滑度的腔体侧壁

    摘要： 通过紫外皮秒激光微加工实现超高光滑度的腔体侧壁。作为无需接触且无掩模的加工方法，超快激光微加工相比纳秒激光能显著减小热影响区，因而被广泛应用于快速原型制造和材料加工领域。目前多数研发工作聚焦于研究并控制腔体底部表面产生的激光诱导周期性表面结构(LIPPS)。但对于微电子样品制备、微流控芯片、波导等众多应用而言，制备高度光滑的侧壁具有重要需求。虽然现有基于激光的技术已能获得极光滑表面(表面粗糙度Ra约3纳米)，但该方法需要熔融大量材料。据我们所知，迄今尚未见针对硅材料皮秒激光微加工侧壁粗糙度最小化的参数研究。 本研究考察了硅基腔体侧壁的皮秒激光微加工(波长532纳米与343纳米)。通过实验与理论深入研究了表面粗糙度随激光参数及扫描参数的变化规律。我们证实：沿激光扫描方向测量的RaX值可通过增大光束重叠率与坑洞尺寸实现最小化，该结论与简单几何模型相符。实验表明当光束重叠率达~80%且坑洞尺寸最大时可获得最小RaX值。超过80%后会出现粗糙度恶化现象，主要源于两个因素：一是激光束与碎屑的相互作用导致光束质量下降；二是大重叠率下产生的高度非均匀烧蚀会形成粗糙表面。沿光束传播方向，侧壁呈现显著的波纹度（其引起的高度变化超过粗糙度本身），该波纹度主要取决于瑞利长度，因此采用大焦斑半径与短波长可有效降低。 完成侧壁加工后，表面形貌随激光微加工时间变化不大。总体而言，选择约80%的光束重叠率可制备光滑均匀的表面。最佳结果出现在343纳米波长加工时——该波长能扩展瑞利区范围、增强侧壁粗糙处的激光吸收，并通过更集中的相互作用提升清洁效果。本研究证明通过皮秒激光微加工可使腔体侧壁获得极低粗糙度(<40纳米)，且该工艺可实现粗糙度调控?；诩负文Ｐ偷姆椒赏乒阒疗渌牧希ㄇ疤崾潜砻嫒廴诓换嵯灾盏嫉闹芷谛越峁梗?。这种调控能力可用于改变表面反射率、摩擦系数和润湿性等特性，从而使侧壁适应不同应用需求。

    关键词： 光滑的腔体侧壁、波纹度、硅、紫外皮秒激光、粗糙度、微加工、瑞利长度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 钛合金基体纳秒脉冲激光辐照：周期性图案化形貌对着色表面光学性能的影响

    摘要： 目前基于激光打标技术的金属表面处理研究大多聚焦于平面色彩色调的修饰或特定形貌特征的构建，但两种工艺的协同效应鲜少被评估——这主要源于粗糙表面光学特性控制的复杂性。本研究分析了周期性图案化激光轨迹的微观几何特征对Ti6Al4V基体色度与反射率的影响。实验采用红外纳秒脉冲激光在空气环境中辐照样品，以光束扫描速度作为控制参数，通过粗糙度评估、显微观察及吸光-色度检测展开研究。尽管在个别案例（10 mm/s）中检测到微裂纹扩展，但通过调控纹理热影响区厚度证实了颜色结果的可调性。这种粗糙/着色复合纹理的研究成果为工业设计开辟了新思路，尤其在兼具美学特性与特殊功能的领域具有重要应用前景。

    关键词： 钛、氧化、反射率、粗糙度、颜色、激光打标

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 选择性激光熔化制造不锈钢零件的工艺规划指南

    摘要： 选择性激光熔化（SLM）是目前应用最广泛的增材制造工艺之一，因其市场普及度高且具备制造机械零部件的成熟能力，在几何精度、表面质量和力学性能方面均能达到可接受水平。然而金属加工行业对其在实际生产方案中的全面应用仍持谨慎态度，这主要源于工艺参数校准等专业技术知识的匮乏及其他技术壁垒。本研究通过针对特定材料（316L不锈钢）的SLM工艺校准，提出多条工艺规划准则，旨在为净成形制造中的工艺参数选择提供参考。为建立完善的SLM工艺设置指南，我们重点考量了点距、扫描间距、曝光时间等关键参数，以期获得优良的表面质量和理想的拉伸力学性能。最终制得的零件表面质量良好，焊缝线清晰稳定且附着少量未完全烧结颗粒。采用本方法后，零件顶面与侧面粗糙度分别改善至Ra 5.81 μm和9.61 μm。同时获得了优异的力学性能：极限抗拉强度达500 MPa，屈服强度达400 MPa，与既往研究中烧结不锈钢合金的性能相当。

    关键词： 粉末床激光熔化、粗糙度、表面质量、工艺规划、选择性激光熔化

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光抛光过程中初始表面形貌的影响：统计分析

    摘要： 表面光洁度是制造构件最重要的质量特性之一。激光抛光（LP）是近年来发展起来的一种先进制造表面处理技术，通过熔化并重新分布薄层熔融材料实现表面平滑，在不损害整体结构形态的前提下有效提升表面质量。本文重点研究了初始表面形貌对激光抛光过程的影响，通过统计分析方法进行深入探讨。实验采用平面研磨初始表面，对原始轮廓与抛光后轮廓进行对比统计分析，系统比较了其轮廓几何特征及粗糙度等表面质量指标。此外，研究将激光抛光过程视为由传递函数表示的热力学算子，并采用相干函数进行实验验证。

    关键词： 统计分析、初始形貌、激光抛光、行进速度、激光功率、表面质量、粗糙度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用Yb:YAG盘形激光器在304不锈钢表面激光熔覆Colmonoy-6和Stellite-6微米层的摩擦学性能

    摘要： 由于具有良好的耐腐蚀性，不锈钢材料已广泛应用于航空、化工和核工业领域。然而该材料硬度和耐磨性较低。本研究在304不锈钢表面制备了Colmonoy-6和Stellite-6两种熔覆层，并检测其冶金、力学及摩擦学性能，同时研究了磨损机制、磨屑形态和表面粗糙度均值。结果表明：快速冷却速率使两种熔覆层均呈现枝晶结构，熔覆层硬度较基材显著提升。Colmonoy-6试样的摩擦系数低于Stellite-6试样和基材，其耐磨性较基材样品提高49倍，证实激光熔覆Colmonoy-6能有效增强耐磨性能。粘着磨损和磨粒磨损是本研究中的主要磨损机制。

    关键词： 磨屑、微观结构、304不锈钢、粗糙度、磨损性能、X射线衍射、激光熔覆、硬度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第16届四族光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届四族光子学国际会议(GFP) - 面向200毫米光子平台的超低损耗硅波导

    摘要： 我们通过采用无形态变形的平滑退火工艺，在硅波导中实现了超低光学损耗。在单模波导中，我们在1310nm波长下达到了0.1 dB/cm的创纪录低损耗，同时保持了该平台其他器件的性能。

    关键词： 波导、粗糙度、硅光子学、光学损耗、退火

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 钴基和镍基硬质微米涂层在316L不锈钢基体上的激光熔覆工艺

    摘要： 在本研究中，采用高功率掺镱钇铝石榴石(Yb:YAG)圆盘激光器在316L不锈钢基体上制备了两种不同类型的涂层——钴基(Co-Cr-W-C)和镍基(Ni-Cr-B-Si-C)熔覆层。随后通过X射线衍射分析、电子显微镜和显微硬度计对涂层的相组成、微观结构和硬度进行了表征。此外，采用球盘摩擦试验机测试了涂层的耐磨性能，并检测了熔覆层的磨损表面形貌与表面粗糙度。结果表明：由于较高的冷却速率，钴基和镍基熔覆层均呈现枝晶均匀结构，但晶粒形貌和尺寸存在差异。XRD分析显示钴基涂层中γ-Co峰与Cr7C3、Cr23C6等亚稳相混合存在，而镍基涂层则以富γ-Ni基体峰为主导。熔覆层的显微硬度显著高于基体材料。镍基熔覆层的耐磨性能优于钴基涂层和基体试样，证实镍基激光熔覆具有优异的耐磨特性。磨损轨迹分析表明粘着磨损和磨粒磨损是两种主要磨损机制。

    关键词： 包层，316L，合金，磨损，微观结构，镍，钢，性能，粗糙度，不锈钢，钴，表面

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • AIP会议论文集 [美国物理联合会出版社 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 基于快速傅里叶变换的c-Si太阳能电池强大地形分析方法及先进技术

    摘要： 粗糙度和纹理分析是高效太阳能电池工艺开发中的重要课题。特别是通过适当织构化c-Si太阳能电池，可显著提升Jsc（短路电流密度），从而增强其红外响应。常规金字塔尺寸分析依赖显微镜技术配合图像处理，而获取合适金字塔尺寸分布的关键挑战在于消除背景粗糙度的初始影响——通常采用多项式背景扣除法。该方法存在显著物理意义局限：任意选择的多项式背景阶数会影响尺寸分布，甚至可能引发较大误差。 本研究提出通过快速傅里叶变换（FFT）分离不同空间频率贡献并筛选目标研究频段的方法。采用MountainMap?软件对粗糙度进行FFT处理，获得包含选定频段的FFT频谱以消除原始共聚焦图像中的噪声与干扰。通过逆FFT获得经过滤波的地形图像，进而分析表面结构、形貌及几何特征。该方法适用于多种表征技术，尤其与激光共聚焦扫描显微镜联用时效果显著，可实现高通量、快速、自动、精确且无损的重复检测，为样品不同位置的统计分析奠定基础。

    关键词： 地形分析、快速傅里叶变换、c-Si太阳能电池、粗糙度、纹理

    更新于2025-09-11 14:15:04