在极其复杂的环境中用于红外探测的生物启发的近完全传输MgF2窗口
Yulong Ding1, Linpeng Liu1, Cong Wang1
1State Key Laboratory of Precision Manufacturing for Extreme Service Performance, College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China.
ACS applied materials & interfaces
|June 14, 2023
概括
研究人员开发了一种新方法,使用贝塞尔束在化 (MgF2) 红外窗户上创建反射子波长结构 (ASS). 这种生物灵感技术实现了超高的透射率和水性,用于先进的热成像应用.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在像MgF2这样的红外窗口上使用femtosecond激光器制造反反射子波长结构 (ASS) 是具有挑战性的,因为复杂的参数和高斯束的限制.
- 现有的方法难以实现超高的透射率和广角性能.
研究的目的:
- 提出一种用于设计,制造和表征超高性能红外窗的新方法,使用使用秒激光贝塞尔束的ASS.
- 为了克服高斯梁的局限性,用于精确的ASS制造.
主要方法:
- 生物灵感设计模仿龙翅膀结构,以网格分布的截断形为特色.
- 结构参数的优化,以实现近全通透度.
- 使用成形的五秒激光贝塞尔束制造亚微米结构.
- 在MgF2表面上对传导率,广角性能和疏水性进行表征.
主要成果:
- 在MgF2.2.上的3-5μm宽带中实现了99.896%的超高传输率.
- 证明了超大角度的入射性能 (在75°处超过70%).
- 获得了良好的疏水性,水接触角度为99.805°.
- 红外热成像实验显示了增强的图像对比度 (3.9-8.6%) 和边缘识别.
结论:
- 贝塞尔光束方法可以高效地制造具有卓越光学和疏水性质的生物灵感ASS.
- 超高透射率的MgF2窗口为复杂环境中的红外热成像提供了增强的性能.
- 这种技术在推进红外成像技术方面具有重大潜力.
