本項成果提供了在材料表麵形成微納米結構的超快激光直寫(xie) 製備、複合製備的核心技術，能夠實現多種金屬材料表麵、多種拓撲形式和幾何尺度的表麵微納米特征結構的可控製備，實現超寬譜帶優(you) 異抗反射性能。具有如下特點：

廣泛的材料適用性，可使銅、鋁、鈦、鋼等多種金屬材料表麵的反射率大幅降低，如在紫外-近紅外（200 nm~2500 μm）範圍內(nei) ，其半球反射率分別降至5%、10%、5%、5%以下；

超寬的波譜有效性，在紫外-遠紅外（200 nm~300 μm）的入射波長範圍內(nei) ，都可實現顯著的抗反射性能，如所製備的銅表麵微納米結構在UV-VIS、UV-NIR、UV-MIR、UV-FIR波譜區的平均半球反射率可分別降至1.7%、4.1%、5.4%、8.2%；

超寬的角譜有效性，在0~60º的入射角範圍內(nei) ，都可實現顯著的抗反射性能，如所製備的銅表麵微納米結構在200~800 nm波譜範圍內(nei) 的鏡麵反射率始終低於(yu) 0.1%；

超高的吸收率/超低的反射率/超強的光熱轉化效率，超快激光直接製備的金屬表麵微納米結構在紫外-近紅外範圍內(nei) 可實現0.29%的極低半球反射率，超快激光複合製備的“宏-微-納-納米線”金屬-氧化物多級結構在中紅外範圍內(nei) 可實現0.6%的極低半球反射率，在太陽光輻照下金屬表麵超寬光譜高效吸收微納米結構可實現60%以上的整體(ti) 光熱轉化效率；

超強的耐久性和良好的穩定性，所製備的金屬表麵超寬光譜高效吸收微納米結構樣品交由國家標準檢測機構，即國家太陽能熱水器質量監督檢驗中心（北京），進行了光學吸收及抗老化性能測試，在熱老化（250℃保溫200h）、氙燈老化（氙燈輻照24h）、以及鹽霧老化（NaCl溶液噴淋24h）三種測試條件下，所製備的微納米結構均保持穩定，沒有出現性能的減弱和衰退。

超快激光製備的黑色金屬及其在紫外-可見-近紅外波段的反射光譜(a)“黑”銅，(b)“黑”鋁，(c)“黑”鈦，(d)“黑”鋼

同時，由於(yu) 采用了新一代高功率高頻率工業(ye) 級超快激光係統作為(wei) 加工工具，因此上述超寬光譜高效吸收表麵的製備技術還具備以下幾方麵的工藝優(you) 勢：

可柔性、非接觸加工，從(cong) 而可對任意外形的金屬表麵進行抗反射處理；

可設計、圖案化加工，從(cong) 而可對金屬表麵的任意圖案化區域進行特定抗反射處理；

可大麵積、連續、穩定、高重複性加工，從(cong) 而可進行連續24小時的規模化處理；

無須添加任何試劑，無須任何化學反應，環境友好。

“黑”銅表麵的吸光及光熱轉化性能

02.應用前景

材料表麵的光學抗反射與(yu) 吸收性能，在太陽能高效吸收和利用、光電子產(chan) 品、輻射傳(chuan) 熱設備、生物光學器件、紅外傳(chuan) 感和成像、軍(jun) 事隱身、以及機載/星載設備等諸多領域均具有廣闊的應用前景。已為(wei) 航天科技集團、電子科技集團、德國ARRI公司、荷蘭(lan) ASML公司等製備樣品，經國家太陽能熱水器質量監督檢驗中心檢測，抗反性能優(you) 異，性能指標穩定可靠。

03.知識產(chan) 權

相關(guan) 成果已申請國家發明專(zhuan) 利2項。

04.團隊介紹

團隊的主要研究方向為(wei) 激光微納製造，激光增材製造與(yu) 激光表麵工程等。近年來承擔承擔國家重點研發計劃、973、國家自然基金重大國際合作項目、重點項目、麵上項目及企業(ye) 合作項目等40餘(yu) 項，多項研究成果在企業(ye) 成功應用。負責人為(wei) 長聘教授、博士生導師，美國激光學會(hui) 候任主席，任國際光電子與(yu) 激光工程學會(hui) （IAPLE）前主席，出版學術著作3部，發表論文300餘(yu) 篇，申請專(zhuan) 利25項。

05.合作方式

專(zhuan) 利許可。

06.聯係方式

電話：010-62792574,，62772993

郵箱：lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn

成果編號：0086