飛秒激光固體材料錶麵微納結構製備及其功能特性 [Modification of Solid Surface Function by Femtosecond Laser Micro and Nanost epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《飛秒激光固體材料錶麵微納結構製備及其功能特性》介紹瞭微納結構錶麵的應用背景和發展趨勢以及著者近年來在飛秒激光功能微納結構製備領域取得的一些研究成果，其中包括飛秒激光在金屬及矽錶麵微納結構的製備，微納結構錶麵光學及潤濕功能方麵的研究，特彆對飛秒激光等離子細絲麯麵微納製備技術進行瞭闡述，並進一步介紹這些製備技術的應用領域及未來前景。
　　《飛秒激光固體材料錶麵微納結構製備及其功能特性》可供從事與光學學科相關專業的師生以及科研人員學習和參考，也可作為光電信息科學與工程專業、應用物理專業、電子科學與技術專業及機械專業本科生的教材。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 引言
1．2 自然界中微納結構引起的奇特功能
1．2．1 微納結構導緻的生物體錶麵顔色改變
1．2．2 微納結構的潤濕特性
1．2．3 多尺寸復閤結構引起的多功能特性集成
1．3 錶麵功能微納結構在“綠色技術”中的應用
1．3．1 能源高效率利用和産品壽命延長
1．3．2 環保生産和産品的開發
1．3．3 芯片實驗室
1．3．4 太陽能的利用和開發
1．4 脈衝激光製備功能錶麵的研究進展
1．4．1 脈衝激光誘導固體錶麵亞波長波紋結構
1．4．2 飛秒激光調控固體錶麵光學性能
1．4．3 脈衝激光調控固體材料錶麵潤濕性能
1．4．4固體材料錶麵多功能的集成
1．5 麯麵激光微結構製備的概況

第2章 飛秒激光誘導金屬錶麵亞波長周期性波紋結構
2．1 引言
2．2 實驗裝置和實驗方法
2．3 實驗結果與初步分析
2．4 亞波長形成機理分析與數值計算
2．5 飛秒激光作用下金屬錶麵超快熱力學過程的研究
2．5．1 超快熱力學過程物理模型的建立
2．5．2 數值差分方法
2．5．3 數值模擬結果與討論
2．6 本章小結

第3章 飛秒激光矽錶麵微納結構的製備及其光學特性
3．1 引言
3．2 SF6氣體環境中黑矽的製備研究
3．2．1 實驗過程與製備方法
3．2．2 實驗結果與討論
3．3 飛秒激光直接在大氣環境下製備新型黑矽的實驗研究．
3．3．1 實驗方法與錶徵方法
3．3．2 實驗結果與討論
3．4 本章小結

第4章 飛秒激光金屬錶麵著色技術
4．1 引言
4．2 實驗裝置與方法
4．3 金屬鋁錶麵激光著色及其成色機理
4．4 大麵積NC-LIPSS的飛秒激光製備技術及其光學特性研究
4．5 本章小結

第5章 黑金屬的製備與寬光譜高吸收機理的數值模擬
5．1 引言
5．2 飛秒激光製備寬光譜高吸收黑金屬的實驗研究
5．3 黑金屬吸波模型的建立與計算方法
5．4 亞微米光柵結構陷光特性的研究
5．4．1 光柵寬度和間距不變條件下光柵周期對反射率的影響
5．4．2 光柵寬度、深度不變條件下光柵間距對反射率的影響
5．4．3 光柵間距、深度不變條件下光柵寬度對反射率的影響
5．4．4 微腔效應在光吸收中的作用
5．5 其他亞微米結構陷光特性的研究
5．6 納米顆粒在寬譜陷光中作用的研究
5．6．1 模型介紹與模擬方法
5．6．2 模擬結果與討論
5．7 本章小結

第6章 飛秒激光誘導金屬、半導體微納結構的潤濕特性及其多功能集成
6．1 引言
6．2 飛秒激光製備金屬、矽錶麵“輸水”功能結構
6．2．1 實驗測量方法
6．2．2 實驗結果與討論
6．3 飛秒激光製備金屬錶麵超疏水功能結構的研究
6．3．1 實驗裝置與錶徵方法
6．3．2 實驗結果與討論
6．4 雙特性支持下的多功能錶麵的獲得
6．5 多功能微納結構在太陽能熱電發電的應用研究
6．5．1 實驗裝置與測量方法
6．5．2 實驗結果與討論
6．6 本章小結

第7章麯麵樣品錶麵功能微納結構的飛秒激光製備技術
7．1 引言
7．2 實驗裝置及實驗方法
7．3 實驗結果與討論
7．3．1 多功能典型微納結構從平麵到非平錶麵的拓展
7．3．2 絲不同位置對金屬錶麵微結構的影響
7．3．3 細絲不同入射角度對金屬錶麵微結構的影響
7．3．4 激光不同偏振方嚮和偏振態對金屬錶麵微納結構的影響
7．4 飛秒激光製備柱形微結構形成機理分析與數值模擬
7．4．1 柱狀微結構形成機理分析
7．4．2 選擇性激光燒蝕的數值模型建立
7．4．3 數值計算結果與討論
7．5 本章小結

參考文獻

前言/序言

　　在自然界生物錶麵各種功能性微納結構的啓示下，人們通過應用飛秒激光在金屬、半導體等錶麵製備齣各種形貌類型的微納結構，達到改善材料錶麵性能的目的。固體錶麵新功能的實現及其技術的發展可以有效地為人類的生活和生産服務。例如，可以對這些功能微納結構進行材料錶麵的光學、潤濕等性能的調控。固體錶麵功能性微納結構的製備技術對實現高效太陽能的利用、金屬錶麵潤滑的改善及防腐自清潔、吸波材料等諸多領域的應用有著深遠的意義。
　　本書著重對飛秒激光在金屬、半導體錶麵微納結構的製備及其特性進行係統闡述，主要內容包括：飛秒激光誘導金屬錶麵亞波長周期性波紋結構；飛秒激光矽錶麵微納結構的製備及其光學特性；飛秒激光金屬錶麵著色技術；黑金屬的製備與寬譜高光吸收機理的數值模擬；飛秒激光誘導金屬、半導體微納結構的潤濕特性及其多功能集成；麯麵樣品錶麵功能微納結構的飛秒激光製備技術等。具體安排如下：
　　第1章緒論。介紹自然界中功能微納結構的特點和奇特功能，簡述微納結構在綠色技術發展中的作用和地位，綜述激光製備固體錶麵微結構和功能特性的研究進展。
　　第2章飛秒激光誘導金屬錶麵亞波長周期性波紋結構。給齣利用工作頻率為10Hz飛秒激光在金屬鋁錶麵激光誘導周期波紋結構（LIPSS）的實驗工作結果，進一步，結閤數值模擬針對波紋結構形成機理、周期變小、納米結構形成、周期波紋結構消失等實驗現象和問題展開分析與討論。
　　第3章飛秒激光矽錶麵微納結構的製備及其光學特性。使用重復頻率為10Hz飛秒激光和lkHz飛秒激光分彆進行矽錶麵微納結構的定點製備與掃描大麵積製備的討論。結閤實驗數據對微結構形成機理和光吸收機製進行分析與解釋，以及在大氣環境下新型黑矽的製備和研究。
　　第4章飛秒激光金屬錶麵著色技術。主要描述使用lkHZ飛秒激光在金屬錶麵開展激光著色，同時進行大麵積NC-LIPSS製備的研究。
　　第5章黑金屬的製備與寬譜高光吸收機理的數值模擬。針對應用更加廣泛的黑金屬展開多種典型結構黑金屬的製備研究。通過對反射率和微觀形貌的描述分析瞭光吸收機理。為更好地解釋黑金屬光吸收機製，利用FDTDSolutions數值仿真軟件對黑金屬典型納米結構進行建模模擬，對超寬光譜吸收進行深入討論。
　　第6章為飛秒激光誘導金屬、半導體微納結構的潤濕特性及其多功能集成。為進一步拓展黑金屬的應用，開展具有微米光柵溝槽和微柱典型結構的黑金屬錶麵潤濕特性的研究，討論多種功能集閤的應用意義並開展多功能微納結構增強太陽能熱電發電效率的研究。
　　第7章麯麵樣品錶麵功能微納結構的飛秒激光製備技術。為解決麯麵樣品上激光加工的難題，重點展開飛秒激光等離子細絲在非平麵金屬錶麵微納功能結構的製備研究，並研究實驗參數對錶麵微觀形貌的影響，通過實驗數據提齣微結構形成機理解釋模型，再通過數值模擬對實驗現象進行解釋和討論。
　　該書的讀者對象主要為物理、材料、機械、電子等領域的研究人員和技術人員，同時也可作為相關專業高年級本科生、研究生以及大專院校教師的授課教材。

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