Проектирование и изготовление широкополосных антиотражающих структур с двумя масштабами размеров на металлических поверхностях с использованием наносекундных и фемтосекундных лазеров

Антиотражающие поверхности благодаря широким перспективам применения в последние годы привлекают значительное внимание и являются предметом интенсивных исследований. Однако из-за существенного несоответствия оптических импедансов между металлической поверхностью и свободным пространством достижение сверхнизкого коэффициента отражения на металлической поверхности по-прежнему представляет собой сложную задачу. Для ее решения предложена двухэтапная стратегия формирования антиотражающих структур на поверхности Ti-6Al-4V (TC4) с использованием комбинации наносекундного и фемтосекундного импульсных лазеров. Путем управления параметрами наносекундного лазера на поверхности TC4 сначала формируют микроканавки, снижающие отражение на границе раздела. Затем фемтосекундный лазер фокусируют на поверхности образца и осуществляют ортогональное сканирование, индуцируя глубокие воздушные полости и структуры нанометрового масштаба, что эффективно усиливает широкополосное поглощение. Механизм антиотражения в структурах с двумя масштабами размеров обсуждается на основе морфологической характеризации и измерений полусферического коэффициента отражения. В итоге модифицированная поверхность образца, покрытая микро-нано-гибридными структурами, характеризуется средним коэффициентом отражения 3,1% в диапазоне длин волн от 250 до 2250 нм.