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
科研通AI6.4应助赵龙采纳,获得10
刚刚
欢迎光Ling发布了新的文献求助10
刚刚
科研狗应助xiaoxu采纳,获得30
刚刚
Lucas应助ww采纳,获得10
2秒前
萧凡灵完成签到,获得积分10
3秒前
彩虹发布了新的文献求助50
3秒前
3秒前
英俊的尔容完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
工藤新一发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
老兵完成签到,获得积分10
4秒前
朴素秋玲完成签到 ,获得积分10
5秒前
蒋俊杰完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
ShawnLyu发布了新的文献求助10
6秒前
xiaohansan完成签到,获得积分10
7秒前
bkagyin应助soultoolman采纳,获得10
7秒前
顾矜应助哈哈采纳,获得10
7秒前
Jasper应助渟柠采纳,获得10
7秒前
aaaaaa完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
九月发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
明明完成签到,获得积分10
10秒前
美满大米完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
aaaaaa发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
biyewansuiya发布了新的文献求助10
13秒前
yy发布了新的文献求助10
13秒前
13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
The Cambridge Handbook of Second Language Acquisition (2nd)[第二版] 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6401851
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8219584
关于积分的说明 17419532
捐赠科研通 5454735
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882738
邀请新用户注册赠送积分活动 1859092
关于科研通互助平台的介绍 1700839