Streszczenie: Technologia termowizyjna w podczerwieni jest szeroko stosowana w takich dziedzinach jak medycyna, badania naukowe i wojsko; jednakże tradycyjne metody modulowania promieniowania cieplnego często skupiają się na kamuflażu w podczerwieni i mają trudności ze spełnieniem wymagań w zakresie poprawy obrazowania termowizyjnego. Niedawno zespół z Central South University opublikował w *Chinese Optics Letters* wyniki badań szczegółowo opisujących wytwarzanie szkła o porowatej strukturze nanodrutów przy użyciu technologii skanowania laserem femtosekundowym. Ta innowacja skutecznie zwiększa emisyjność podczerwieni i działanie promieniowania cieplnego materiału, umożliwiając obrazowanie w podczerwieni dokładniej odzwierciedlające rzeczywistą temperaturę otoczenia. Firma Huari Laser zapewniła wsparcie techniczne, a jej-lasery femtosekundowe o wysokiej wydajności odegrały kluczową rolę w pomyślnym wykonaniu eksperymentów,-wykazując w ten sposób niezawodność i możliwości produkowanego w kraju sprzętu laserowego w dziedzinie-najnowocześniejszych badań naukowych.
Podstawowa zasada: „grawerowanie” laserem mikro/nano-struktur w celu modyfikacji charakterystyki promieniowania cieplnego
W eksperymencie wykorzystano femtosekundowy skaning laserowy do wytworzenia równomiernie rozmieszczonych nanoporów (o średnicy 200–500 nm) i struktur nanodrutowych na powierzchni szkła. Te mikro/nano-struktury znacznie zwiększają absorpcję światła widzialnego i emisyjność podczerwieni, jednocześnie zmniejszając przepuszczalność światła widzialnego; zapewnia to szkłu doskonałe właściwości promieniowania cieplnego, poprawiając w ten sposób dokładność obrazowania termowizyjnego w podczerwieni.
Rysunek 1: (a) Schemat jednostronnej-ablacji laserowej szkła oraz zasady optyczne przed i po obróbce; (b) Morfologia 3D i-profil wysokości przekroju poprzecznego szkła po obróbce laserowej.
Rysunek 2: (a) Absorpcja i transmitancja w różnych zakresach długości fal; b) emisyjność i współczynnik odbicia w różnych zakresach długości fal; wstawka w (a) przedstawia obrazy optyczne próbki szkła przed i po obróbce laserowej.
Kluczowe dane: Poprawa wydajności w skrócie
Zakres światła widzialnego: Po obróbce laserowej szkło wykazuje wzrost absorpcji o 8%–16,4% i zmniejszenie przepuszczalności do 16%–51%, ze znacznym wzmocnieniem efektu rozpraszania.
Zasięg podczerwieni: Emisyjność podczerwieni jest znacznie zwiększona, co skutkuje możliwością promieniowania cieplnego znacznie przewyższającą parametry szkła nieobrobionego.
Wydajność obrazowania: Testy przeprowadzone w środowisku ogrzewanym o temperaturze 150 stopni i na powierzchniach ludzkiej skóry wykazały, że temperatura obrazowania w podczerwieni poddanego obróbce szkła bardziej odpowiada rzeczywistym warunkom, z odchyleniem temperatury o około 2 stopnie mniejszym niż w przypadku szkła nieobrobionego.
Konfiguracja eksperymentalna: Laser femtosekundowy jako główny sterownik
W eksperymencie wykorzystano system lasera femtosekundowego o dużej-powtarzalności- firmy Huari Laser. Dzięki zastosowaniu skanowania galwanometrycznego i ogniskowania soczewki F-Theta-oraz precyzyjnej kontroli mocy lasera, szybkości skanowania i odstępów-zespołowi udało się uzyskać wydajne i jednolite wytwarzanie mikro- i nano-struktur na powierzchni szkła.
Pomyślne wykonanie tego eksperymentu opierało się na-wysoce wydajnej technologii lasera femtosekundowego dostarczonej przez firmę Huari Laser. Lasery femtosekundowe Huari Laser oferują kluczowe zalety, które czynią je preferowanym wyborem zarówno w przypadku innowacji naukowych, jak i zastosowań przemysłowych:
1. Precyzyjna kontrola parametrów: Kluczowe parametry, takie jak częstotliwość i szerokość impulsu, można elastycznie dostosowywać, aby spełnić wymagania przetwarzania różnych materiałów; specyficzna konfiguracja zastosowana w tym eksperymencie doskonale nadawała się do wytwarzania mikro- i nano-struktur na szkle.
2. Stabilna wydajność przetwarzania: stabilna energia wyjściowa i wysoka precyzja skanowania zapewniają jednorodność i powtarzalność mikro- i nano-struktur, zapewniając solidną gwarancję wiarygodności danych eksperymentalnych.
3. Szeroki zakres zastosowania: poza wytwarzaniem materiałów do obrazowania termowizyjnego w podczerwieni, lasery te można stosować w takich dziedzinach, jak mikro-/nano-obróbka skrawaniem, modyfikacja powierzchni materiałów i produkcja urządzeń optoelektronicznych, umożliwiając zespołom badawczym odkrywanie dalszych innowacyjnych kierunków.
