Zusammenfassung: Die Infrarot-Wärmebildtechnologie wird in Bereichen wie der Medizin, der wissenschaftlichen Forschung und dem Militär häufig eingesetzt. Herkömmliche Methoden zur Modulation der Wärmestrahlung konzentrieren sich jedoch häufig auf die Infrarottarnung und können die Anforderungen zur Verbesserung der Wärmebildgebung nur schwer erfüllen. Kürzlich veröffentlichte ein Team der Central South University in *Chinese Optics Letters* Forschungsergebnisse, in denen die Herstellung von Glas mit einer porösen Nanodrahtstruktur mithilfe der Femtosekunden-Laserscantechnologie detailliert beschrieben wird. Diese Innovation verbessert erfolgreich das Infrarot-Emissionsvermögen und die Wärmestrahlungsleistung des Materials, sodass Infrarot-Bildgebung die tatsächlichen Umgebungstemperaturen genauer wiedergeben kann. Huari Laser leistete technische Unterstützung, wobei seine Hochleistungs-Femtosekundenlaser eine entscheidende Rolle bei der erfolgreichen Durchführung der Experimente spielten und damit die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit inländisch hergestellter Lasergeräte im Bereich der wissenschaftlichen Spitzenforschung unter Beweis stellten.
Kernprinzip: Laser-„Gravur“ von Mikro-/Nanostrukturen zur Modifizierung der Wärmestrahlungseigenschaften
Im Experiment wurden mittels Femtosekunden-Laserscanning gleichmäßig verteilte Nanoporen (200–500 nm Durchmesser) und Nanodrahtstrukturen auf der Glasoberfläche erzeugt. Diese Mikro-/Nanostrukturen verbessern die Absorption von sichtbarem Licht und das Emissionsvermögen im Infrarotbereich erheblich und verringern gleichzeitig die Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Dadurch erhält das Glas eine hervorragende Wärmeabstrahlungsfähigkeit und verbessert dadurch die Genauigkeit der Infrarot-Wärmebildgebung.
Abbildung 1: (a) Schematische Darstellung der einseitigen Laserablation von Glas und der optischen Prinzipien vor und nach der Behandlung; (b) 3D-Morphologie und Querschnittshöhenprofil des Glases nach der Laserbehandlung.
Abbildung 2: (a) Absorption und Transmission über verschiedene Wellenlängenbereiche; (b) Emissionsgrad und Reflexionsgrad über verschiedene Wellenlängenbereiche; Der Einschub in (a) zeigt optische Bilder der Glasprobe vor und nach der Laserbehandlung.
Eckdaten: Leistungsverbesserungen auf einen Blick
Sichtbarer Lichtbereich: Nach der Laserbearbeitung weist das Glas eine Steigerung der Absorption um 8–16,4 % und eine Verringerung der Durchlässigkeit auf 16–51 % auf, mit einer deutlichen Verbesserung der Streueffekte.
Infrarotbereich: Der Infrarot-Emissionsgrad wird erheblich erhöht, was zu einer Wärmeabstrahlungsfähigkeit führt, die die von unbehandeltem Glas bei weitem übertrifft.
Abbildungsleistung: Tests, die in einer auf 150 Grad erhitzten Umgebung und auf menschlichen Hautoberflächen durchgeführt wurden, zeigten, dass die Infrarot-Abbildungstemperatur des behandelten Glases den tatsächlichen Bedingungen besser entsprach, wobei die Temperaturabweichung etwa 2 Grad geringer war als die von unbehandeltem Glas.
Versuchsaufbau: Femtosekundenlaser als Kerntreiber
Das Experiment nutzte ein Femtosekundenlasersystem mit hoher -Wiederholungsrate-von Huari Laser. Durch den Einsatz von Galvanometer-Scanning und F-Theta-Linsenfokussierung-und der präzisen Steuerung von Laserleistung, Scangeschwindigkeit und Abstand-erreichte das Team eine effiziente und gleichmäßige Herstellung von Mikro--- und Nano--Strukturen auf der Glasoberfläche.
Die erfolgreiche Durchführung dieses Experiments beruhte auf der leistungsstarken Femtosekundenlasertechnologie von Huari Laser. Die Femtosekundenlaser von Huari Laser bieten entscheidende Vorteile, die sie zur bevorzugten Wahl sowohl für wissenschaftliche Innovationen als auch für industrielle Anwendungen machen:
1. Präzise Parametersteuerung: Schlüsselparameter wie Frequenz und Impulsbreite können flexibel angepasst werden, um den Verarbeitungsanforderungen verschiedener Materialien gerecht zu werden; Die in diesem Experiment verwendete spezifische Konfiguration war perfekt für die Herstellung von Mikro--- und Nano---Strukturen auf Glas geeignet.
2. Stabile Verarbeitungsleistung: Stabile Ausgangsenergie und hohe Scan-Präzision gewährleisten die Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit der Mikro--- und Nano---Strukturen und bieten eine solide Garantie für die Zuverlässigkeit der experimentellen Daten.
3. Breiter Anwendungsbereich: Über die Herstellung von Materialien für die Infrarot-Wärmebildgebung hinaus können diese Laser in Bereichen wie der Mikro-/Nanobearbeitung, der Modifizierung von Materialoberflächen und der Herstellung optoelektronischer Geräte eingesetzt werden, wodurch Forschungsteams in die Lage versetzt werden, weitere innovative Richtungen zu erkunden.
