具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本发明实施例提供一种抗反射材料制造方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤100，提供一粗糙度低于0.1的待处理材料。

上述步骤中，可以对待处理材料进行抛光处理，降低待处理材料表面粗糙度，使待处理材料表面粗糙度低于0.1。待处理材料可以为金属材料，例如铝合金材料，具体的可以为2A12铝合金。

上述步骤中，可以通过打磨处理的方式进行抛光，将铝合金材料表面的氧化层及杂质去除。例如，可以采用砂纸对材料表面进行打磨抛光处理。可以先后通过大粒径的砂纸进行粗打磨和通过小粒径的金属进行细打磨，直至暴露出较亮的金属色泽。为了使材料表面的光洁度更加好，还可以对砂纸打磨后的材料使用研磨膏进行抛光处理。

步骤200，对待处理材料的表面进行第一阶段激光加工处理，使待处理材料表面形成周期性微米结构。

上述步骤可以包括：通过低功率激光以高扫描速度，对抛光处理后的待处理材料的表面进行100至300次激光加工处理。其中，低功率激光为功率值小于功率阈值的激光，高扫描速度为大于扫描速度阈值的扫描速度值。

一种实施例中，可以通过红外飞秒激光对抛光处理后的待处理材料的表面进行第一阶段激光加工处理。首先，将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为56mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为10mm×10mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为10um至20um(本实施例中选为16um)，高扫描速度为1000mm/s至2000mm/s(本实施例中选为1500mm/s)，加工次数为100至300次(本实施例中选为200次)，低功率激光的功率为0.5W至1W(本实施例中选为0.8W)，在铝合金表面制备出10mm×10mm，周期10um至20um(本实施例中选为16um)的微米结构。微米结构可以具体为锥形阵列结构。

步骤300，对第一阶段激光加工处理后的待处理材料进行第二阶段激光加工处理，使待处理材料表面形成周期性微纳结构。

上述步骤可以包括：通过高功率激光以低扫描速度，对第一阶段激光加工处理后的待处理材料进行激光加工处理；其中，高功率激光为功率值大于功率阈值的激光，低扫描速度为小于扫描速度阈值的扫描速度值。

一种实施例中，可以通过红外飞秒激光对第一阶段激光加工处理后的待处理材料进行激光加工处理。首先，将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为100mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为10mm×10mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为1um至10um(本实施例中选为5um)，低扫描速度为80mm/s-150mm/s(本实施例中选为100mm/s)，加工次数为较少的次数(例如1-3次，本实施例中选为1次)，高功率激光的功率为2W至3W(本实施例中选为2.3W)，在铝合金表面制备出10mm×10mm的周期性微纳结构。周期性微纳结构为周期性的亚微米波纹结构和纳米絮状结构；其中，亚微米波纹结构的周期小于1微米。亚微米波纹结构两脊向外伸展的纳米突触，是由于在较高的能量密度下,超短脉冲激光与材料作用过程中发生了相爆炸，导致材料溶融后产生的流体张力作用形成的结果。

在一种实施例中，还包括步骤400，将过滤后的空气吹向第二阶段激光加工处理后的待处理材料，以去除待处理材料表面的粉尘。

在一种实施例中，步骤200之前，如图2所示，包括以下步骤：

步骤110，对抛光处理后的待处理材料表面进行乙醇清洗；

步骤120，对乙醇清洗后的待处理材料进行超声清洗。本实施例中，可以将待处理材料放置在乙醇或去离子液体中进行超声波清洗。

步骤130，将清洗后的待处理材料进行干燥处理。

这样处理后，可以得到表面干净的待处理材料，利于后面进行精密的激光加工。

本实施例通过两个阶段的激光加工，获得周期性微纳结构，可以对红外光进行有效的吸收，降低材料表面对宽光谱波段光线的反射率，增强了材料的抗反射性，制造工艺简单，并且不会对环境造成污染。

通过本实施例的方法，可得到一种宽光谱高吸收率黑色铝合金，从图3中可以看出，铝合金表面整体呈现黑色。

加工后的铝合金材料表面的微纳结构如图4所示，为亚微米波纹结构。

如图5所示，在400nm-9000nm波段内，本实施例加工后的铝合金材料表面的反射率低于10％。

本实施例的抗反射材料制造方法具有可控性强、制造工艺简单、加工精度高、环境友好等优点，易于实现规模化的工业生产制造。

在一种实施例中，步骤200还可以包括：

现有技术中，通常采用RI E(反应离子腐蚀技术)，在真空系统中利用分子气体等离子来进行刻蚀的，利用了离子诱导化学反应来实现各向异性刻蚀，即是利用离子能量来使被刻蚀层的表面形成容易刻蚀的损伤层和促进化学反应，同时离子还可清除表面生成物以露出清洁的刻蚀表面的作用。但是该刻蚀技术不能获得较高的选择比，对表面的损伤大，有污染，难以形成更精细的图形。

本实施例克服了机械开槽和RI E(反应离子腐蚀技术)造成的表面损伤问题，得到的材料表面对400nm-9000nm波段内光线的吸收性能非常稳定。

一种实施例中，方法流程如下：

首先，对待处理的铝合金材料进行抛光处理，降低铝合金材料表面粗糙度，去除材料表面的氧化层和杂质。

其次，对抛光处理后的铝合金材料表面进行乙醇清洗，之后将铝合金材料放置在去离子液体中进行超声波清洗，将清洗后的铝合金材料进行干燥处理，例如烘干，晾干，风干等等。

然后，对待处理的铝合金材料的表面进行第一阶段激光加工处理，使铝合金材料表面形成周期性微米结构。将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为82mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为15mm×15mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为18um，高扫描速度为1600mm/s，加工次数为150次，低功率激光的功率为0.9W，在材料表面制备出15mm×15mm，周期18um的微米结构。微米结构可以具体为锥形阵列结构。

再次，对铝合金材料进行第二阶段激光加工处理，使铝合金材料表面形成周期性微纳结构。将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为103mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为15mm×15mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为6um，低扫描速度为120mm/s，加工次数为1次，高功率激光的功率为2.5W，在铝合金表面制备出15mm×15mm的周期性微纳结构，周期性微纳结构为周期性的亚微米波纹结构和纳米絮状结构。

最后，铝合金材料经压缩空气吹气去除表面粉尘后取出后，即可得到一种宽光谱高吸收率黑色铝合金。其在400nm-9000nm波段内，实现了低于10％的反射率。

本实施例利通过激光两阶段的加工，在材料表面诱导出周期性的亚微米波纹结构，并附着有大量的纳米絮状结构。其中亚微米条纹是由于入射的激光与材料表面等离子体激元相互干涉，致使能量在空间上周期性的分布。金属表面等离子体激元是在金属与绝缘体之间存在的一种电磁激励传播现象。倏逝波的振幅在垂直方向是指数衰减的,这些电磁表面波是由电磁场与导体电子等离子体共振耦合形成的。

当光波(电磁波)入射到金属与电介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，在共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，这时就形成的一种特殊的电磁模式：电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离子体激元现象。

表面等离子体激元主要具有如下的基本性质:

1.在垂直于界面的方向场强呈指数衰减；

2.能够突破衍射极限；

3.具有很强的局域场增强效应；

4.只能发生在介电参数(实部)符号相反(即金属和介质)的界面两侧。

本发明同时提供一种抗反射材料制造装置，应用上述实施例提供的抗反射材料制造方法，包括抛光单元和激光加工单元。

抛光单元用于对待处理材料进行抛光处理，使待处理材料表面粗糙度低于0.1。

激光加工单元用于对抛光处理后的待处理材料的表面进行第一阶段激光加工处理，使待处理材料表面形成周期性微米结构，并对第一阶段激光加工处理后的待处理材料进行第二阶段激光加工处理，使待处理材料表面形成周期性微纳结构。

如图6所示，激光加工单元包括激光发射器1、沿着激光路径布置的反射镜2、扩束镜3、扫描振镜4和聚焦场镜5，还包括用于放置待处理材料的移动平台6，激光通过聚焦场镜5聚焦后作用于位于移动平台6上的待处理的材料A上。

激光发射器1发出的经过强度调节后的激光，经过反射镜2反射后，再经过扩束镜3扩束，之后经过扫描振镜4后从聚焦场镜5射出，并聚焦到移动平台6上的材料A表面上。移动平台6能够带动材料A移动，配合扫描振镜4使激光照射方向发生改变，让材料A整个表面都能够被加工到。

激光按照脉冲时间长短分为纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光。其中，1纳秒等于10-9秒，1皮秒等于10-12秒，1飞秒等于10-15秒。由于纳秒激光的长脉冲宽度和低激光峰值功率造成材料熔化并持续蒸发，虽然激光束可以被聚焦成很小的光斑，但是对材料的热效应依然很大，限制了加工的精度。使用飞秒激光有脉宽短、峰值功率高的特点，可以有效减少热效应的影响，提高加工质量。

本实施例中，抗反射材料制造装置的工作方法如下：

首先，通过抛光单元对待处理的铝合金材料进行抛光处理，降低待处理的铝合金材料表面粗糙度，去除材料表面的氧化层和杂质。

其次，对抛光处理后的铝合金材料表面进行乙醇清洗，之后将铝合金材料放置在去离子液体中进行超声波清洗，将清洗后的铝合金材料进行干燥处理，例如烘干，晾干，风干等等。

然后，通过激光加工单元对待处理的铝合金材料的表面进行第一阶段激光加工处理，使铝合金材料表面形成周期性微米结构。将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为56mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为10mm×10mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为16um，高扫描速度为1500mm/s，加工次数为200次，低功率激光的功率为0.8W，在材料表面制备出10mm×10mm，周期16um的微米结构。微米结构可以具体为锥形阵列结构。

再次，对铝合金材料进行第二阶段激光加工处理，使铝合金材料表面形成周期性微纳结构。将铝合金材料放在红外飞秒激光加工平台上，聚焦场镜将激光聚焦到铝合金材料上，此时，聚焦场镜焦距为可以为100mm。然后，在打标控制软件中设置正方形尺寸为10mm×10mm，填充方式为交叉扫描，激光扫描的线间距为5um，低扫描速度为100mm/s，加工次数为1次，高功率激光的功率为2.3W，在铝合金表面制备出10mm×10mm的周期性微纳结构，周期性微纳结构为周期性的亚微米波纹结构和纳米絮状结构。

最后，铝合金材料经压缩空气吹气去除表面粉尘后取出后，即可得到一种宽光谱高吸收率黑色铝合金。其在400nm-9000nm波段内，实现了低于10％的反射率。

本实施例通过两个阶段的激光加工，获得周期性微纳结构，可以对红外光进行有效的吸收，降低材料表面对宽光谱波段光线的反射率，增强了材料的抗反射性，制造工艺简单，并且不会对环境造成污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。