用于全彩无墨打印的结构色高速激光直写
光学
2023-02-22 v1
摘要
在实际应用中，于结构色同时实现宽色域、高分辨率、高速且低成本的制造能力、长期稳定性以及视角无关性是一项艰巨挑战。传统纳米加工技术难以满足低成本、大规模和柔性制造的要求。超短脉冲激光加工虽可实现极高通量，却受限于15% sRGB的窄色域或角度依赖型颜色。在此，我们展示了一种在超薄混合薄膜上由超快激光制备结构色的一体化方案，该薄膜由金属性TiN层上涂覆吸光TiAlN层构成。在脉冲激光辐照下，TiAlN-TiN混合薄膜的吸收行为通过最表层TiAlN的光热诱导氧化进行调控。氧化后的薄膜呈现双共振吸收，这归因于在氧化物-TiAlN界面以及TiAlN-TiN界面处均存在非平凡相移。通过调节累积激光能量密度以控制氧化深度，获得了前所未有的90% sRGB大色域。我们高重复性的打印技术展现出视角不敏感的颜色，当视角从6°变化至60°时色相变化小于0.14π。全彩打印速度达1.4 cm²/s，最高打印分辨率超过25000 dpi。激光打印颜色的耐久性通过盐雾、双85、光照漂白和附着力等牢度测试得到验证。这些特性使我们的技术在工业高通量应用中具备竞争力。
引用
@article{arxiv.2207.03649,
title = {High-speed laser writing of structural colors for full-color inkless printing},
author = {Jiao Geng and Liye Xu and Wei Yan and Liping Shi and Min Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.03649},
year = {2023}
}