基于飞秒激光干涉的结构色制备方法、系统和装置

本申请涉及激光微纳加工，特别是涉及基于飞秒激光干涉的结构色制备方法、系统和装置，以及计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、结构色在光学防伪、高端装饰及视觉显示等领域具有重要应用价值。目前，激光加工结构色主要采用基于激光诱导周期性表面结构（lipss）的方法，该方法利用单束飞秒激光在材料表面诱导自组织生长的周期条纹实现显色。然而，该方法的色彩调控手段单一，色域覆盖范围受限，且对基底初始形貌依赖性强，加工一致性和可重复性难以保证。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种基于飞秒激光干涉的结构色制备方法、系统和装置，以及计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，能够拓宽结构色的色域覆盖范围，并提高加工的一致性和可重复性。

2、第一方面，本申请提供了一种基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，所述方法包括：

3、获取彩色图案；

4、将所述彩色图案划分为多个像素单元；

5、识别各所述像素单元的颜色，根据所述颜色确定各所述像素单元对应的光栅周期值；获取各所述像素单元对应的光栅取向值，所述光栅取向值根据用户输入信息确定，且同一所述彩色图案内各所述像素单元的所述光栅取向值相同；

6、根据各所述像素单元的所述光栅周期值和所述光栅取向值，生成加工参数阵列；

7、根据所述加工参数阵列，控制激光加工设备依次对待加工件上各所述像素单元对应的位置进行激光加工。

8、在一些实施例中，所述方法还包括：

9、获取灰度图案；

10、将所述灰度图案按与所述彩色图案相同的方式划分为多个像素单元，所述灰度图案中与所述彩色图案中具有相同坐标的像素单元对应于所述待加工件上的同一位置；

11、识别所述灰度图案中各所述像素单元的灰度值，根据所述灰度值确定各所述像素单元对应的激光脉冲数；

12、将所述激光脉冲数加入所述加工参数阵列。

13、在一些实施例中，所述彩色图案为多幅，不同幅所述彩色图案对应的所述光栅取向值不同；所述方法包括：

14、将各幅所述彩色图案均按相同方式分别划分为多个所述像素单元，各幅所述彩色图案中具有相同坐标的所述像素单元对应于所述待加工件上的同一位置；

15、根据各幅所述彩色图案中各所述像素单元对应的所述光栅周期值和所述光栅取向值，分别生成各幅所述彩色图案对应的所述加工参数阵列；

16、所述激光加工分多次进行，各次加工分别用于加工出各幅所述彩色图案。

17、在一些实施例中，所述各次加工中，控制所述激光加工设备依次对所述待加工件上各所述像素单元对应的位置进行处理，所述待加工件上同一所述像素单元对应的位置处，在不同次加工中的所述光栅周期值和所述光栅取向值不同。

18、在一些实施例中，所述方法还包括：

19、获取灰度图案；

20、将所述灰度图案按与各所述彩色图案相同的方式划分为多个像素单元，所述灰度图案中与各所述彩色图案中具有相同坐标的像素单元对应于所述待加工件上的同一位置；

21、识别所述灰度图案中各所述像素单元的灰度值，根据所述灰度值确定各所述像素单元对应的激光脉冲数；

22、将各所述像素单元的所述激光脉冲数拆分至各次加工中，并分别加入各次加工对应的所述加工参数阵列。

23、在一些实施例中，所述用户输入信息为所述光栅取向值或观察角；当所述用户输入信息为所述观察角时，根据所述观察角计算得到所述光栅取向值。

24、在一些实施例中，所述像素单元的边长等于加工光斑的光斑直径。

25、第二方面，本申请还提供了一种基于飞秒激光干涉的结构色制备系统，包括：

26、存储器，存储有计算机程序；

27、处理器，执行所述计算机程序时实现上述任意一个实施例的方法的步骤；

28、激光加工设备，用于根据所述处理器生成的所述加工参数阵列对所述待加工件进行激光加工。

29、第三方面，本申请还提供了一种基于飞秒激光干涉的结构色制备装置，所述装置包括：

30、图像获取模块，用于获取彩色图案；

31、像素划分模块，用于将所述彩色图案划分为多个像素单元；

32、周期确定模块，用于识别各所述像素单元的颜色，并根据所述颜色确定各所述像素单元对应的光栅周期值；

33、取向获取模块，用于获取各所述像素单元对应的光栅取向值，所述光栅取向值根据用户输入信息确定，且同一所述彩色图案内各所述像素单元的所述光栅取向值相同；

34、参数生成模块，用于根据各所述像素单元的所述光栅周期值和所述光栅取向值，生成加工参数阵列；

35、加工控制模块，用于根据所述加工参数阵列，控制激光加工设备依次对待加工件上各所述像素单元对应的位置进行激光加工。

36、第四方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一个实施例的方法的步骤。

37、第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例的方法的步骤。

38、第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例的方法的步骤。

39、上述基于飞秒激光干涉的结构色制备方法、系统和装置，以及计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，根据各像素单元的颜色确定对应的光栅周期值，使得不同像素单元可以拥有相同或不同的光栅周期值，而光栅周期值会影响衍射波长，因此不同像素单元处可呈现不同颜色，不同光栅周期值的组合使用使色域不再受限于单一固定周期，从而实现宽色域的色彩呈现；各像素单元的光栅取向值相同，保证了从特定观察角度下各像素单元的衍射光方向一致，从而使整幅图案在对应角度下能够被完整观察到；光栅周期值和光栅取向值完全由光路参数决定，与待加工件表面的缺陷或粗糙度等因素无关，且各像素单元依次独立加工、互不干扰，因此在同一次加工中不同位置之间以及不同批次加工之间均能保持高度一致的加工质量，具有较好的加工的一致性和可重复性。

1.一种基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述彩色图案为多幅，不同幅所述彩色图案对应的所述光栅取向值不同；所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述各次加工中，控制所述激光加工设备依次对所述待加工件上各所述像素单元对应的位置进行处理，所述待加工件上同一所述像素单元对应的位置处，在不同次加工中的所述光栅周期值和所述光栅取向值不同。

5.根据权利要求3所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述用户输入信息为所述光栅取向值或观察角；当所述用户输入信息为所述观察角时，根据所述观察角计算得到所述光栅取向值。

7.根据权利要求1所述的基于飞秒激光干涉的结构色制备方法，其特征在于，所述像素单元的边长等于加工光斑的光斑直径。

8.一种基于飞秒激光干涉的结构色制备系统，其特征在于，包括：

9.一种基于飞秒激光干涉的结构色制备装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

12.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。