多轴激光LIPSS结构

周期取向同调

利用多轴激光加工与神经网络引导，可在不锈钢表面精确同时调控LIPSS的周期和取向，实现定制化结构色。

马文琦 · Qianhe, Wang · Li, He · Kuchmizhak, Aleksandr A. · 张俊杰

ACS Applied Materials & Interfaces 2026

技术优势

周期取向同步可控

通过耦合激光偏振角和入射角，实现周期和取向的协同调节。

神经网络预测工艺参数

BP神经网络建立加工参数与LIPSS几何特征之间的映射，指导参数选择，减少试错。

优化保证规整均匀

粒子群算法优化脉冲能量、有效脉冲数和扫描线间距，确保LIPSS规整性和均匀性。

演示不锈钢结构色

在SUS 304不锈钢上实现了多级LIPSS结构色，证明周期和取向同时调控有效。

应用场景

• 激光表面工程：提供多轴激光加工与神经网络结合的新工艺，实现任意LIPSS定制。
• 不锈钢表面功能化：在不锈钢上直接生成结构色和润湿性等功能表面，无需涂层。
• 结构色光学表面：通过周期和取向控制，实现耐候、无染料的定制结构色。
• 微纳结构化基底：提供规整均匀的LIPSS微纳结构，用于表面增强和传感等。
• 柔性器件表面处理：飞秒激光冷加工适合柔性基材，可赋予表面功能而不损伤。