利用波長為532nm、脈寬為90ns的納秒激光器,精密五軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),以及自主研發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助制造程序,通過精確控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和激光輻照參數(shù),在平面和自由曲面上制備了周期性亞波長條紋。研究了不同激光能流密度和掃描速率對(duì)條紋形成的影響,發(fā)現(xiàn)能流密度F=7.52J/cm²和掃描速率v=7mm/s時(shí),形成最佳條紋。結(jié)合激光偏振控制器件,發(fā)展了一種同步偏振控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)激光偏振方向的同步控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)條紋方向的精確操控。同時(shí)研究了不同的條紋方向?qū)χЧ挠绊憽Ｔ诖嘶A(chǔ)上,在不銹鋼平板上制備了顏色鮮艷、外輪廓清晰的彩色圖案,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了曲面上復(fù)雜圖案的制備。

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【部分圖文】：

圖1 解決方案示意圖

2）代碼生成和測(cè)試。根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制原理，開發(fā)代碼生成軟件。軟件在數(shù)學(xué)算法上考慮了工件初始安裝位置、姿態(tài)和系統(tǒng)的幾何尺寸等參量，從而使得控制更加精確，加工效果也不會(huì)因初始安裝狀態(tài)不同而發(fā)生變化。3）誤差檢測(cè)和校準(zhǔn)。步驟2）的測(cè)試結(jié)果用于生成誤差數(shù)據(jù)，代碼生成軟件可以根據(jù)誤差數(shù)據(jù)....

圖2 一種通過激光誘導(dǎo)周期性表面納米結(jié)構(gòu)制備表面圖案的方案

4）代碼執(zhí)行。運(yùn)行最終代碼時(shí)偏振控制器件也可以同步運(yùn)動(dòng)。3分析與討論

圖9 RGB顏色空間各成分的演化

圖10展示了使用激光誘導(dǎo)周期性表面結(jié)構(gòu)構(gòu)成復(fù)雜表面圖形技術(shù)在鏡面拋光不銹鋼（304）表面制備的花朵圖案的顏色效果。光學(xué)照片顯示，同一光源、不同視角下，花朵圖案可以呈現(xiàn)不同顏色。類似地，為了進(jìn)一步體現(xiàn)本文對(duì)周期性納米結(jié)構(gòu)方向和分布等方面的精確操控能力，制備了圖11所示的鏡面拋光不銹....

圖1 0 周期性納米結(jié)構(gòu)在鏡面拋光的304不銹鋼表面構(gòu)成花朵圖案。（a）表面觀察角較大時(shí)花朵主體呈現(xiàn)橙紅色；（b）減小觀察角度時(shí)，花朵主體變?yōu)樗{(lán)色；（c）進(jìn)一步減小觀察角度時(shí)，花朵主體變?yōu)榫G色

類似地，為了進(jìn)一步體現(xiàn)本文對(duì)周期性納米結(jié)構(gòu)方向和分布等方面的精確操控能力，制備了圖11所示的鏡面拋光不銹鋼表面的校徽?qǐng)D案。圖11(a）、（b）分別為不同觀察角度下的著色效果。當(dāng)微小改變觀察角度時(shí)，分布周期性條紋區(qū)域的顏色效果發(fā)生明顯變化。這一點(diǎn)再次顯示了精密制備的周期性納米結(jié)構(gòu)精....

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