Funkční povrchy na bázi LIPSS vyrobené vícepaprskovým nanostrukturováním s 2601 paprsky a měřením tepelných procesů v reálném čase

Unikátní kombinace ultrakrátkého vysokoenergetického pulzního laserového systému s výjimečnou kvalitou paprsku a uninového difrakčního optického prvku (DOE) umožňuje současnou produkci 2601 laserových stop uspořádaných do čtvercové matice 1 × 1 mm za méně než 0,01 ms. Úpravou laseru a parametrů zpracování může každá stopa obsahovat laserem indukované periodické povrchové struktury (LIPSS, vlnky), včetně LIPSS s vysokou prostorovou frekvencí (HFSL) a LIPSS s nízkou prostorovou frekvencí (LSFL). DOE umístěné před galvanometrickým skenerem umožňuje snadnou integraci a spojování vzoru na větších plochách. Kromě toho byla tvorba LIPSS poprvé monitorována pomocí rychlé infračervené radiometrie pro ověření možností kontroly kvality v reálném čase. Během výroby LIPSS byly po každém laserovém pulzu pozorovány plata tuhnutí, což umožňuje řízení procesu sledováním akumulace tepla nebo délky plat pomocí nového přístupu derivace signálu. Analýza plat tuhnutí po každém laserovém pulzu umožnila dynamickou kalibraci měření. Z měření byly pozorovány teploty akumulace tepla od 200 do 1000 °C a porovnány s teoretickým modelem. Měření teploty odhalilo zajímavé změny ve fyzice procesu laserové ablace. Navíc nejvyšší produktivita na ploše 40 × 40 mm dosáhla 1910 cm2/min, což je podle našich nejlepších znalostí nejvyšší prokázaná produktivita nanostrukturování LIPSS. Ukazuje tak velký potenciál pro účinnou výrobu funkčních povrchů na bázi LIPSS, které lze použít ke zlepšení mechanických, biologických nebo optických vlastností povrchu.A unique combination of the ultrashort high-energy pulsed laser system with exceptional beam quality and a novel Diffractive Optical Element (DOE) enables simultaneous production of 2601 spots organized in the square-shaped 1 × 1 mm matrix in less than 0.01 ms. By adjusting the laser and processing parameters each spot can contain Laser Induced Periodic Surface Structures (LIPSS, ripples), including high-spatial frequency LIPSS (HFSL) and low-spatial frequency LIPSS (LSFL). DOE placed before galvanometric scanner allows easy integration and stitching of the pattern over larger areas. In addition, the LIPSS formation was monitored for the first time using fast infrared radiometry for verification of real-time quality control possibilities. During the LIPSS fabrication, solidification plateaus were observed after each laser pulse, which enables process control by monitoring heat accumulation or plateau length using a new signal derivation approach. Analysis of solidification plateaus after each laser pulse enabled dynamic calibration of the measurement. Heat accumulation temperatures from 200 to 1000 °C were observed from measurement and compared to the theoretical model. The temperature measurements revealed interesting changes in the physics of the laser ablation process. Moreover, the highest throughput on the area of 40 × 40 mm reached 1910 cm2/min, which is the highest demonstrated throughput of LIPSS nanostructuring, to the best of our knowledge. Thus, showing great potential for the efficient production of LIPSS-based functional surfaces which can be used to improve surface mechanical, biological or optical properties

Výzkum a vývoj systémů využívajících obnovitelné zdroje energie a potenciál úspor energie pro bytové a rodinné domy:Vývoj stavebnictví a využívání OZE ve výstavbě

Rekapitulace řešení projektu v roce 2001 seznam autorů, kteří se na řešení projektu v roce 2001 podíleli. I. Část. Vývoj stavebnictví a využívání OZE ve výstavbě: Tepelně-technické vlastnosti obytných budov. Možnosti porovnání různých opatření k racionálnímu zacházení s energií v budově. Vývoj a trendy v bytové výstavbě. Popis projektu, cíle, plány a hlavní směry řešení úkolu