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摘要
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光与光学和机械系统的相互作用受到材料特性、几何构型和表面形貌的影响。设计这些系统需要对相互冲突的要求进行仔细权衡，例如在减小尺寸和重量的同时，提高传热效率并减少来自被照明的周边安装表面的杂散光。杂散光通常通过光阑、涂层和微观结构以及保持清洁来缓解。然而，使用光阑并非总是可行，有效的光学吸收涂层或微观光吸收结构可能成本高昂且对环境因素（如磨损、辐射加热或清洁剂）敏感。在一项概念验证研究中，我们设计了基于周期性极小曲面近似和准随机晶格的宏观结构光吸收体，并对其进行了分析。宏观一词指的是最小的结构尺寸约为100 μm。通过增加残余反射光到达半球接收器前的反射次数，我们实现了接收峰值强度降低至小于0.39倍和平均强度降低至小于0.65倍，且未改变表面属性。宏观结构光吸收体支持成本效益高且耐用的光吸收材料，如黑色阳极氧化铝或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）聚合物，同时仍能实现令人满意的杂散光抑制。该方法适用于航空航天光学系统（如望远镜和成像光谱仪），以及通用科学和工业光学仪器及商业产品（包括投影仪和照明灯具）。所展示的结构可通过激光粉末床熔合、立体光刻或熔融沉积成型等工艺进行可持续制造。
Keyword:
TOPOLOGY OPTIMIZATION
BLACK
期刊
IF:
2.5
论文数:
2.7K
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14.5W
机构
引用论文
Multi-material Additive Manufacturing of Metamaterials with Giant, Tailorable Negative Poisson's Ratios.png)
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