能源有效利用、高靈敏度探測(cè)、光學(xué)隱身,這些都是目前全球?qū)W術(shù)界高度關(guān)注的熱點(diǎn)課題。近日,南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所在飛秒激光對(duì)材料處理領(lǐng)域取得的創(chuàng)新科研成果可望在以上方面取得重要應(yīng)用。上述研究工作以“飛秒激光誘導(dǎo)金屬表面微/納結(jié)構(gòu)對(duì)入射光波的超寬帶增強(qiáng)吸收”為題,在近期出版的國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Optics Express》(光學(xué)快訊)上發(fā)表,并引起了國(guó)際學(xué)術(shù)同行的關(guān)注與重視。
目前,這項(xiàng)研究已被《Nature》(自然)雜志的網(wǎng)上發(fā)行期刊《Nature China》(自然•中國(guó))遴選為最新亮點(diǎn)給予了相關(guān)報(bào)道,該雜志特邀評(píng)論員Tim Reid博士為此專門撰寫了題為“納米結(jié)構(gòu):金屬失去光澤”的評(píng)論。針對(duì)目前傳統(tǒng)微細(xì)加工技術(shù)存在的諸多局限性,該項(xiàng)研究提出了利用飛秒激光超短持續(xù)時(shí)間和超高峰值功率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),通過(guò)控制脈沖參數(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬表面自組織微米或納米結(jié)構(gòu)的快速、方便與靈活制備,并實(shí)驗(yàn)證實(shí)了激光誘導(dǎo)產(chǎn)生的多種微結(jié)構(gòu)對(duì)入射光波具有非常顯著的吸收性能。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)目研究的楊建軍副教授介紹,通常情況下,金屬表面自由電子的存在將會(huì)使入射電磁波具有非常高的反射率,而利用飛秒激光處理后的新金屬表面,可以消除在紫外—可見光—近紅外寬波段范圍內(nèi)高達(dá)90%的散射光,絕大部分可見光將會(huì)被有效吸收而不是被反射回去。
此項(xiàng)研究工作得到了南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所所長(zhǎng)母國(guó)光院士的支持與指導(dǎo),并受到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和教育部博士點(diǎn)基金的經(jīng)費(fèi)資助。
由于飛秒激光在金屬表面誘導(dǎo)產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)對(duì)入射光波具有增強(qiáng)吸收效應(yīng),這項(xiàng)研究結(jié)果有望在發(fā)展高效率太陽(yáng)能電池和光學(xué)隱身等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。另外,較強(qiáng)的光子捕獲能力也將使這一技術(shù)在高靈敏度光電探測(cè)方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
“這只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步”,楊建軍謙虛地說(shuō)。隨著研究的深入,研究人員將著手將實(shí)驗(yàn)室中取得的科研成果與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái),使科技力量為應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)揮推動(dòng)作用。
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