Machine Learning-Driven Optimization of Burst Femtosecond Laser Processing for High-Performance Anti-Reflective Windows

材料科学 飞秒 透射率 进程窗口 激光器 光学 制作 光电子学 图像处理 多层感知器 过程(计算) 纳米结构 像素 氟化镁 微观结构 播种 工艺优化 航程(航空) 人工神经网络
作者
Yulong Ding,Cong Wang,Xianshi Jia,Linpeng Liu,Zheng Gao,Xiang Jiang,Shiyu Wang,Dejin Yan,Nai Lin,Zhou Li,Ji-An Duan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (47): 65300-65309
标识
DOI:10.1021/acsami.5c17441
摘要

Femtosecond laser processing of large-area micro- and nanostructures exhibits significant potential for applications in materials science, optical engineering, and biomedicine. However, existing methods for fabricating high-performance micro- and nanostructures heavily rely on empirical trial-and-error approaches, leading to cumbersome processes, high resource consumption, and low efficiency. To achieve the efficient manufacturing of anti-reflective microstructures with nearly perfect performance, we propose a strategy that utilizes machine learning (ML) to assist femtosecond lasers in real-time prediction and process optimization. A multilayer perceptron model was trained on simulation data derived from the finite-difference time-domain method, establishing a nonlinear mapping between microstructural morphology parameters and transmittance. By deploying the trained model in the fabrication system, transmittance spectra can be predicted within 0.004 s upon input of structural parameters, significantly enhancing process optimization efficiency. Ultimately, using ML-optimized processing parameters combined with a burst pulse and bow-tie scanning technique, large-area anti-reflective microhole arrays (12 × 12 mm2) with a periodicity of 2 μm were fabricated on the surface of magnesium fluoride (MgF2) windows at a rate of 10,000 holes per second. The anti-reflective MgF2 window achieved an average transmittance of 99.03% in the 3 to 5 μm range, maintaining stable transmittance across a broad angle range (0-50°) and demonstrating excellent infrared image capturing capabilities. This study facilitates the practical deployment of anti-reflective windows in extreme-environment imaging applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
濮阳盼曼完成签到,获得积分10
刚刚
ask基本上完成签到 ,获得积分10
1秒前
wangyi完成签到,获得积分10
1秒前
凌晨五点的完成签到,获得积分10
1秒前
pan完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
4秒前
DDangyl完成签到,获得积分10
5秒前
mickiller完成签到,获得积分10
5秒前
fys完成签到,获得积分10
6秒前
likexin完成签到,获得积分10
7秒前
方姿完成签到,获得积分10
8秒前
ash完成签到,获得积分10
9秒前
李垣锦完成签到 ,获得积分10
10秒前
飞龙在天完成签到 ,获得积分10
10秒前
鱼鱼子发布了新的文献求助10
11秒前
喜悦的依琴完成签到,获得积分10
12秒前
JG完成签到 ,获得积分10
12秒前
Leila完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
贪玩初彤完成签到 ,获得积分10
14秒前
SDNUDRUG完成签到,获得积分10
14秒前
Blank完成签到 ,获得积分10
14秒前
华仔应助8k62采纳,获得10
14秒前
木易学苑发布了新的文献求助300
14秒前
Edmund完成签到 ,获得积分10
15秒前
bing完成签到,获得积分10
15秒前
qianhuxinyu完成签到,获得积分10
15秒前
小丁完成签到,获得积分10
16秒前
muxc完成签到,获得积分10
17秒前
耍酷的冷雪完成签到,获得积分10
17秒前
喵喵完成签到 ,获得积分10
18秒前
小赵冲冲冲完成签到,获得积分10
18秒前
谨慎的凝丝完成签到,获得积分10
18秒前
未完完成签到 ,获得积分10
18秒前
知性的觅露完成签到,获得积分10
19秒前
黄汉良完成签到,获得积分10
19秒前
佑予和安完成签到 ,获得积分10
20秒前
yliu完成签到,获得积分10
21秒前
zuoyou完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6399520
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8216220
关于积分的说明 17408189
捐赠科研通 5452803
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881941
邀请新用户注册赠送积分活动 1858361
关于科研通互助平台的介绍 1700373