用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法，首先采用阳极氧化方法制备周期结构的氧化铝纳米孔模板，然后在纳米孔中电镀沉积金属银形成规则周期结构的纳米银阵列光吸收层，通过控制氧化铝孔的规格来调节纳米银阵列的尺寸，使其与入射的1064nm激光产生表面等离子共振加强光吸收作用，进一步将飞片减薄到所需要的厚度制备成含纳米银烧蚀层的复合铝飞片，将该飞片粘贴于透明基底上，以供1064nm激光驱动飞片系统使用。本发明专利技术解决了现有金属铝飞片对激光反射率高，能量利用率低的问题，通过本发明专利技术有利于降低激光输入能量。

【技术实现步骤摘要】
用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法
本专利技术涉及激光火工品
，具体涉及一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法。
技术介绍
激光驱动飞片技术是在上世纪末由美国LosAlamos实验室为研制武器安全点火系统而首先发展起来的一项高新技术。它是利用激光束辐照透明基底表面上的金属膜(飞片靶)，激光能量将烧蚀一部分膜层产生高压等离子体，利用产生的等离子体推动剩余膜层(飞片)高速飞行，产生极高的瞬时冲击压力。该技术在激光冲击起爆、激光推进、微成形等研究领域具有重要的应用价值。飞片靶是激光驱动飞片中能量转换关键部件，其包含烧蚀层、阻热层和飞片层三层结构。其中烧蚀层的作用是吸收激光的能量，产生高压等离子体。但是金属铝飞片表面对光的反射率很高，大部分激光能量被反射而浪费，从而导致需要输入高能量的激光去驱动飞片，导致难以大规模推广使用激光驱动飞片技术。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法，用于解决现有金属飞片对激光的能量吸收率较低的技术问题。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，包括透明基底和金属铝薄膜；所述金属铝薄膜的厚度为5-30μm；所述金属铝薄膜层的一面上通过设置纳米孔以及在所述纳米孔中填充纳米银，使之形成纳米银填充的多孔氧化铝层；所述纳米银填充的多孔氧化铝层粘贴或压紧所述透明基底。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，纳米银填充的多孔氧化铝层的纳米孔为周期性的孔阵列结构，其规格为：孔直径为330±20nm，深度为1-3μm，周期为400±20nm。根据本专利技术的另一个实施方案，纳米银填充的多孔氧化铝层的纳米孔为周期性的孔阵列结构，其规格为：孔直径为40±10nm，深度为1-3μm，周期为60±10nm。根据本专利技术的另一个实施方案，纳米银填充的多孔氧化铝层的纳米孔为周期性的孔阵列结构，其规格为：孔直径为140±10nm，深度为1-3μm，周期为210±10nm。本专利技术还可以是：一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构的制备方法，包括以下步骤：步骤一、选用厚度小于200μm，纯度大于99％的金属铝薄膜；步骤二、将金属铝薄膜一面通过阳极氧化的方式制备得到有周期的纳米孔阵列结构；步骤三、采用交流沉积的方法将金属银电镀到纳米孔中，形成纳米银填充的多孔氧化铝层；步骤四、从所述金属铝薄膜未设置纳米孔的另一面用物理离子减薄或化学腐蚀的方法将金属铝薄膜减薄，使所述金属铝薄膜的厚度为5-30μm；步骤五、将设置有纳米孔的所述金属铝薄膜的纳米银填充的多孔氧化铝层粘贴或压紧所述透明基底。根据本专利技术的另一个实施方案，在步骤二之前还包括将金属铝薄膜在高温下退火。根据本专利技术的另一个实施方案，在高温下退火后，将金属铝薄膜(1)在丙酮中用超声波清洗,去除表面油脂。根据本专利技术的另一个实施方案，将去除表面油脂后的金属铝薄膜(1)在NaOH溶液中除去表面的氧化膜。根据本专利技术的另一个实施方案，将去除氧化膜后的金属铝薄膜(1)经乙醇、去离子水冲洗后置于电解液中。根据本专利技术的另一个实施方案，所述NaOH溶液的质量分数为2％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构及制备方法，其解决了传统飞片中铝烧蚀层对激光的吸收率低的技术问题，通过本专利技术提高了激光的利用率，有利于实现该技术的光纤连接和小型化。附图说明为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。图1为根据本专利技术一个实施例的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构示意图。图2为本专利技术实施例1中纳米银烧蚀层对光的反射率光谱。图3为本专利技术实施例2中纳米银烧蚀层对光的反射率光谱。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－透明基底，2－纳米银填充的多孔氧化铝层；3－纳米孔；4－金属铝薄膜。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，图1示出了根据本专利技术一个实施例的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，包括透明基底1、纳米银填充的多孔氧化铝层2和铝薄膜层4；所述金属铝薄膜4的厚度为5-30μm，所述金属铝薄膜4的一面上设置有纳米银填充的多孔氧化铝层2(纳米银填充的多孔氧化铝光吸收层)，设置有纳米孔的所述金属铝薄膜4的一面粘贴或压紧所述透明基底1。透明基底1可优选K9玻璃、透明陶瓷或透明晶体等。金属铝薄膜1可通过透明液体粘贴在透明基底2上，透明液体可优先选择水或硅油。金属铝薄膜4最好采用99.9％的纯铝，99.9％的纯铝可以更好的保证制备纳米孔规则，如果纯度低，在阳极氧化过程中，可能会导致制备的多孔模板存在较大的缺陷。其纳米银填充的多孔氧化铝层2上设置的为周期性的孔阵列结构，其规格分为三种，分别是：直径为330±20nm，深度为1-3μm，周期为400±20nm；直径为40±10nm，深度为1-3μm，周期为60±10nm；直径为140±10nm，深度为1-3μm，周期为210±10nm；周期就是孔呈规则的排列，孔中心的间距；填充后的纳米银圆柱与以上尺寸对应。通过分析发现，只有上述提供的三种结构范围内，制备的飞片会与激光产生表面等离子共振作用，加强光的吸收。一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构的制备方法，包括以下步骤：步骤一、选用厚度小于200μm(厚度小于200μm便于后期将其减薄到所需要的厚度，如果太厚，后期不好操作，减薄成本也较高)，纯度大于99％的金属铝薄膜4，将金属铝薄膜4在高温下退火，退火后，将金属铝薄膜4在丙酮中用超声波清洗,去除表面油脂，然后在NaOH溶液中除去表面的氧化膜，经乙醇、去离子水冲洗后置于酸性电解液中；步骤二、在电解液中，金属铝薄膜4一面通过阳极氧化的方式制备得到有周期的纳米孔阵列结构；通过改变电解液体成分，控制阳极氧化的电压和时间制备三种规格的多孔铝膜(孔直径为330±20nm，深度为1-3μm，周期为400±20nm；或者孔直径为40±10nm，深度为1-3μm，周期为60±10nm；或者孔直径为140±10nm，深度为1-3μm，周期为210±10nm)；阳极氧化的原理是：多孔阳极氧化铝，简称PAA，是将高纯铝置于酸性电解液中在低温下经阳极氧化而制得的具有自组织的高度有序纳米孔阵列结构。它由阻挡层和多孔层构成，孔大小均匀。多采用草酸，硫酸，磷酸为电解液。步骤三、采用交流沉积的方法将金属银电镀到纳米孔中；控制电镀工艺使纳米氧化铝孔中填充满金属银；步骤四、从所述金属铝薄膜4未设置纳米孔的另一面(未电镀银的一面)用物理离子减薄或化学腐蚀的方法将金属铝薄膜4减薄，使所述金属铝薄膜4的厚度为5-30μm；其物理离子减薄方法可以是，如离子束刻蚀等；步骤五、将设置有纳米孔的所述金属铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，其特征在于包括透明基底(1)和金属铝薄膜(4)；所述金属铝薄膜(4)的厚度为5‑30μm；所述金属铝薄膜层(4)的一面上通过设置纳米孔以及在所述纳米孔(3)中填充纳米银，使之形成纳米银填充的多孔氧化铝层(2)；所述纳米银填充的多孔氧化铝层(2)粘贴或压紧所述透明基底(1)。

【技术特征摘要】
1.一种用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，其特征在于包括透明基底(1)和金属铝薄膜(4)；所述金属铝薄膜(4)的厚度为5-30μm；所述金属铝薄膜层(4)的一面上通过设置纳米孔以及在所述纳米孔(3)中填充纳米银，使之形成纳米银填充的多孔氧化铝层(2)；所述纳米银填充的多孔氧化铝层(2)粘贴或压紧所述透明基底(1)。2.根据权利要求1所述的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，其特征在于所述纳米银填充的多孔氧化铝层(2)的纳米孔(3)为周期性的孔阵列结构，其规格为：直径为330±20nm，深度为1-3μm，周期为400±20nm。3.根据权利要求1所述的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，其特征在于所述纳米银填充的多孔氧化铝层(2)的纳米孔(3)为周期性的孔阵列结构，其规格为：直径为40±10nm，深度为1-3μm，周期为60±10nm。4.根据权利要求1所述的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构，其特征在于所述纳米银填充的多孔氧化铝层(2)的纳米孔(3)为周期性的孔阵列结构，其规格为：直径为140±10nm，深度为1-3μm，周期为210±10nm。5.一种制备如权利要求1所述用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构的用于1064mm激光驱动飞片系统的飞片结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、选用厚度小于200μm，纯度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉祥波，蒋明，祝明水，覃文志，于劭洁，王万军，魏金龙，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51