СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ЧЕРНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

1. Способ чернения поверхности, содержащий
подачу лазерного излучения на поверхность для создания периодического расположения структур на поверхности, причем
2
2
2
2
лазерное излучение содержит импульсное лазерное излучение, содержащее серию лазерных импульсов, и плотность мощности этих импульсов находится в диапазоне от 2 ГВт/см до 50 ГВт/см или от 0,1 ТВт/см до 3 ТВт/см.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2. Способ по п. 1, причем плотность мощности находится в диапазоне от 0,1 ТВт/см до 2 ТВт/см, или в диапазоне от 1 ГВт/см до 45 ГВт/см, или в диапазоне от 1 ГВт/см до 45 ГВт/см или в диапазоне от 0,1 ТВт/см до 2 ТВт/см, или в диапазоне от 2 ГВт/см до 30 ГВт/см, или в диапазоне от 0,3 ТВт/см до 2 ТВт/см, или в диапазоне от 4 ГВт/см до 10 ГВт/см или от 0,4 ТВт/см до 1,5 ТВт/см, или в диапазоне от 0,38 ТВт/см до 0,6 ТВт/см, или в диапазоне от 0,16 ТВт/см до 0,54 ТВт/см.
3. Способ по любому предшествующему пункту, причем по меньшей мере некоторые из лазерных импульсов имеют меньшую длительность, чем время термической релаксации материала поверхности.
4. Способ по любому предшествующему пункту, причем длительность лазерных импульсов находится в диапазоне от 200 фемтосекунд (фс) до 1000 пикосекунд (пс) или в диапазоне от 1000 пс до 200 нс, необязательно, в диапазоне от 1 пс до 100 пс, необязательно, в диапазоне от 1 пс до 50 пс, необязательно, в диапазоне от 5 пс до 500 пс.
5. Способ по любому предшествующему пункту, причем периодическое расположение структур на поверхности содержит периодическую серию пиков и впадин, практически параллельных друг другу, и, необязательно, эти пики могут быть практически плоскими на вершине, и/или могут быть закруглены на вершине, и/или могут иметь практически незаостренные и/или заостренные области на вершине.
6. Способ по любому предшествующему пункту, причем расстояние от пика до впадины по меньшей мере некоторых из пиков и/или среднее или медианное расстояние от пика до впадины находится в диапазоне от 5 мкм до 100 мкм, необязательно, в диапазоне от 20 мкм до 80 мкм, необязательно, в диапазоне от 30 мкм до 60 мкм.
7. Способ по любому предшествующему пункту, причем периодическое расположение структур содержит перекрестное расположение или практически параллельное расположение линий пиков и впадин практически без их пересечения.
8. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий выполнение одного единственного прохода лазерного источника по поверхности для создания периодического расположения структур.
9. Способ по любому предшествующему пункту, причем лазерное излучение содержит пучок импульсного лазера, который имеет диаметр фокального пятна на поверхности в диапазоне от 1 мкм до 50 мкм или в диапазоне от 1 мкм до 100 мкм.
10. Способ по любому предшествующему пункту, причем импульсное излучение имеет частоту повторения импульсов в диапазоне от 10 кГц до 1 МГц.
11. Способ по любому предшествующему пункту, причем средняя мощность лазерного излучения находится в диапазоне от 0,3 Вт до 100 Вт, или в диапазоне от 0,3 Вт до 50 Вт, или в диапазоне от 1 Вт до 30 Вт, или в диапазоне от 1 Вт до 20 Вт, или в диапазоне от 0,1 Вт до 1 Вт, или в диапазоне от 0,1 Вт до 2 Вт, или в диапазоне от 0,3 Вт до 5 Вт.
12. Способ по любому предшествующему пункту, причем подача лазерного излучения на поверхность содержит сканирование импульсного лазерного пучка по поверхности, и скорость этого сканирования может находиться в диапазоне от 1 мм/с до 200 мм/с.
13. Способ по любому предшествующему пункту, причем сканирование импульсного лазерного пучка по поверхности повторяют от 2 до 10 раз или выполняют однократно.
14. Способ по любому предшествующему пункту, причем угол падения лазерного излучения на поверхность находится в диапазоне от 0 до 30 градусов или от 90 до 60 градусов.
15. Способ по любому предшествующему пункту, причем длина волны излучения находится в диапазоне от 100 нм до 2000 нм, необязательно, 532 нм, или 528 нм, или 1030 нм, или 1064 нм, или 1070 нм.
16. Способ по любому предшествующему пункту, причем подача лазерного излучения на поверхность является такой, чтобы создать дополнительные структуры, и эти дополнительные структуры меньше, чем структуры упомянутого периодического расположения структур.
17. Способ по п. 16, причем дополнительные структуры содержат дополнительные периодические структуры, необязательно, волнистости или нано-волнистости.
18. Способ по п. 16 или 17, причем дополнительные структуры содержат индуцированные лазером периодические поверхностные структуры (LIPPS).
19. Способ по любому из пп. 16-18, причем дополнительные структуры имеют периодичность в диапазоне от 10 нм до 1 мкм, необязательно, в диапазоне от 100 нм до 1 мкм.
20. Способ по любому из пп. 16-19, причем дополнительные структуры покрывают по меньшей мере часть периодического массива структур и/или сформированы во впадинах и/или на пиках периодического расположения структур.
21. Способ по любому предшествующему пункту, причем поверхность содержит металлическую поверхность, необязательно, поверхность меди, алюминия, нержавеющей стали или титана.
22. Способ по любому предшествующему пункту, причем поверхность содержит или образует часть одного или более из вычислительного устройства, коммуникационного устройства, устройства безопасности, медицинского устройства, устройства идентификации, устройства для финансовых транзакций, оптического устройства или запоминающего устройства.
23. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий подачу лазерного излучения так, чтобы создать периодическое расположение структур на поверхности по выбранной области, причем выбранная область содержит или представляет собой одно или более из изображения, идентификатора, маркера, защитного маркера.
24. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий подачу лазерного излучения так, чтобы создать периодическое расположение структур на поверхности для формирования по меньшей мере одного из изображения, идентификатора, маркера, защитного маркера.
4
25. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий подачу излучения с использованием твердотельного лазера, причем, необязательно, твердотельный лазер содержит лазер на Nd:YVO, или Nd:YAG, или Yb:YAG, или Nd:KGW, или Nd:KYW, или Yb:KGW, или Yb:KYW, или импульсный волоконный лазер, необязательно, Yb, Tm или Nd импульсный волоконный лазер, причем, необязательно, подача излучения содержит использование основной длины волны работы лазера или его второй или третьей гармоники.
26. Устройство для чернения поверхности, содержащее
2
2
2
2
лазерный источник для подачи импульсного лазерного излучения на поверхность; и контроллер лазера, выполненный с возможностью управления лазерным источником для подачи лазерного излучения в виде серии лазерных импульсов с формированием тем самым периодического расположения структур на поверхности, причем плотность мощности этих импульсов находится в диапазоне от 2 ГВт/см до 50 ГВт/см или от 0,1 ТВт/см до 3 ТВт/см.
27. Устройство по п. 26, выполненное с возможностью выполнения способа по любому из пп. 1-25.
28. Обработанная лазером поверхность, содержащая периодическое расположение структур на поверхности, сформированное с использованием способа по любому из пп. 1-25.
29. Вычислительное устройство, коммуникационное устройство, устройство безопасности, медицинское устройство, устройство идентификации, устройство для финансовых транзакций, оптическое устройство или запоминающее устройство, содержащее поверхность, включающую в себя изображение, идентификатор, маркер, защитный маркер, сформированный с использованием способа по любому из пп. 1-25.
30. Способ лазерного чернения поверхности, содержащий
подачу лазерного излучения на поверхность для создания периодического расположения структур на поверхности, причем
лазерное излучение содержит импульсное лазерное излучение, содержащее серию лазерных импульсов, и длительность лазерных импульсов находится в диапазоне от 200 фемтосекунд (фс) до 1000 пикосекунд (пс).