申请/专利权人：福州大学

申请日：2019-01-22

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN109590615B

主分类号：B23K26/36(20140101)

分类号：B23K26/36(20140101);B23K26/60(20140101)

优先权：

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2022.12.30#未缴年费专利权终止;2019.05.03#实质审查的生效;2019.04.09#公开

摘要：本发明涉及一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，所述的加工方法包括以下步骤：步骤S1：将表面加有低粘度液体的铝箔贴附在特氟龙基底表面，消除重力和空气流动影响，使得铝箔加工时表面平整；步骤S2：使用飞秒激光加工系统在铝箔表面切出周期性的缝槽结构，金属线与金属线之间保留非周期性短线连接；步骤S3：去掉特氟龙基底，从而得到太赫兹偏振片。该无基底大面积太赫兹偏振片加工方法工艺简单、成本低廉、生产效率高，偏振片线宽周期稳定，偏振片部分性能优于商业偏振片。

主权项：1.一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：所述的加工方法包括以下步骤：步骤S1：将表面加有低粘度液体的铝箔贴附在特氟龙基底表面，消除重力和空气流动影响，使得铝箔加工时表面平整；步骤S2：使用飞秒激光加工系统在铝箔表面切出周期性的缝槽结构，金属线与金属线之间保留非周期性短线连接；步骤S3：去掉特氟龙基底，从而得到太赫兹偏振片；所述铝箔厚度为10μm；所述低粘度液体为低粘度易溶于水的溶剂；激光切缝周期为20μm，线栅的金属线宽为12μm，金属线与金属线之间非周期性短线连接，保证线栅周期稳定，并起支撑作用；在步骤S3中，先将样品框粘在加工后的铝箔上表面，然后将特氟龙基底、铝箔、样品框一起放入溶剂中进行水浴浸泡20分钟，去掉特氟龙基底，得到无基底的太赫兹偏振片。

全文数据：一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法技术领域本发明涉及一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，涉及太赫兹、激光微加工技术领域。背景技术太赫兹波一般指波段位于0.1THz的毫米波和10THz的远红外线之间的电磁波。太赫兹波具有不同于微波、红外和X射线等电磁波的特点，太赫兹波在宽带移动通信、卫星通信、军用雷达、物体成像、环境监测、医疗诊断等方面具有显著的研究价值。很多传统光学波段的器件在太赫兹波段不再适用，因此太赫兹器件的发展对太赫兹技术的广泛应用意义重大。目前应用于太赫兹波段的偏振片主要有三种：液晶偏振片、金属线栅型偏振片和碳纳米管偏振片。液晶偏振片主要是指向列相结构分子在外电场作用的有序排列，这种偏振片的插入损耗通常比较大，从而限制了它的广泛应用。金属线栅型偏振片主要可以通过精密的机械加工、激光直写技术、光刻等加工方式获得，这也是目前应用最为广泛的太赫兹偏振片。碳纳米管偏振片是由纳米碳管形成的线栅结构，但由于碳纳米管生长情况和转移过程中的不确定因素、高的成本、以及低消光比等原因，这种偏振片还处于研究阶段。常用的金属线栅偏振片的制备成本高昂、工序繁琐、开发周期长，寻求一种流程简洁、成本较低、性能稳定的太赫兹偏振片制备方案对于高性能太赫兹偏振片的研究极具商业价值。飞秒激光也被用于加工线栅型偏振片，然而这种偏振片由于没有基底支撑，加工面积过大时，线栅容易受到重力和空气扰动影响，周期变得不稳定，同时线栅之间可能发生重合，影响偏振片性能。对于有基底的太赫兹偏振片，基底往往引入插入损耗以及法布里-珀罗共振。本申请针对大面积无基底太赫兹偏振片制备，提出一种新的解决方案。发明内容鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，生产工艺简单、成本较低。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，所述的加工方法包括以下步骤：步骤S1：将表面加有低粘度液体的铝箔贴附在特氟龙基底表面，消除重力和空气流动影响，使得铝箔加工时表面平整；步骤S2：使用飞秒激光加工系统在铝箔表面切出周期性的缝槽结构，金属线与金属线之间保留非周期性短线连接；步骤S3：去掉特氟龙基底，从而得到太赫兹偏振片。优选的，所述铝箔厚度为10μm。优选的，所述低粘度液体为5%洗涤剂溶液或者低粘度易溶于水的溶剂。优选的，激光切缝周期为20μm，线栅的金属线宽为12μm，金属线与金属线之间非周期性短线连接，保证线栅周期稳定，并起支撑作用。优选的，在步骤S3中，先将样品框粘在加工后的铝箔上表面，然后将特氟龙基底、铝箔、样品框一起放入溶剂中进行水浴浸泡20分钟，去掉特氟龙基底，得到无基底的太赫兹偏振片。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：具备更高效的加工效率，利用激光加工技术直接加工太赫兹偏振片，简化了加工工艺，线栅的制备过程得到了很大的简化，极大的提高了加工效率，降低了成本，另外周期稳定，性能优良；线栅间采用非周期性短线连接，起支撑作用的同时使得偏振片面积（透光孔径）极大提高。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。附图说明图1为本发明实施例的加工流程示意图一。图2为本发明实施例的加工流程示意图二。图3为本发明实施例的加工流程示意图三。图4为本发明实施例的加工流程示意图四。图5为本发明实施例中的偏振片实物图。图6为本发明实施例中的偏振片显微镜图。图7为本发明实施例中的偏振片在不同旋转角度下的频谱测量结果图。图8为本发明实施例中的偏振片在不同旋转角度下的透射率谱线测量结果图。图9为本发明实施例中的偏振片消光比测量结果图。图10为本发明实施例中的偏振片的偏振度测量结果图。具体实施方式为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。如图1~10所示，一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，所述的加工方法包括以下步骤：步骤S1：将表面加有低粘度液体的铝箔1贴附在特氟龙基底2表面，消除重力和空气流动影响，使得铝箔加工时表面平整；步骤S2：使用飞秒激光加工系统在铝箔表面切出周期性的缝槽3结构，金属线与金属线之间保留非周期性短线连接；步骤S3：去掉特氟龙基底，从而得到太赫兹偏振片。在本发明实施例中，加工完成后的太赫兹偏振片没有基底，相邻缝槽之间形成线栅4，相邻线栅之间是空气间隙。在本发明实施例中，所述铝箔通过低粘度液体贴附在特氟龙基底上表面，特氟龙基底下表面通过低粘度液体贴附在加工平台表面。在本发明实施例中，所述铝箔厚度为10μm，获取方便。在本发明实施例中，所述低粘度液体为5%洗涤剂溶液或者低粘度易溶于水的溶剂，如丙酮或者酒精溶液，优选丙酮溶液。在本发明实施例中，周期性指的是线栅与线栅之间距离恒定。在本发明实施例中，激光切缝周期为20μm，线栅的金属线宽为12μm，金属线与金属线之间非周期性短线5连接，保证线栅周期稳定，并起支撑作用。在本发明实施例中，在步骤S3中，先将样品框6粘在加工后的铝箔上表面，然后将特氟龙基底、铝箔、样品框一起放入溶剂7中进行水浴浸泡20分钟，去掉特氟龙基底，得到无基底的太赫兹偏振片。在本发明实施例中，所述飞秒激光加工系统为现有技术，采用飞秒激光进行微加工。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的无基底大面积太赫兹偏振片加工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

权利要求：1.一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：所述的加工方法包括以下步骤：步骤S1：将表面加有低粘度液体的铝箔贴附在特氟龙基底表面，消除重力和空气流动影响，使得铝箔加工时表面平整；步骤S2：使用飞秒激光加工系统在铝箔表面切出周期性的缝槽结构，金属线与金属线之间保留非周期性短线连接；步骤S3：去掉特氟龙基底，从而得到太赫兹偏振片。2.根据权利要求1所述的无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：所述铝箔厚度为10μm。3.根据权利要求1所述的无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：所述低粘度液体为5%洗涤剂溶液或者低粘度易溶于水的溶剂。4.根据权利要求1所述的无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：激光切缝周期为20μm，线栅的金属线宽为12μm，金属线与金属线之间非周期性短线连接，保证线栅周期稳定，并起支撑作用。5.根据权利要求1所述的无基底大面积太赫兹偏振片加工方法，其特征在于：在步骤S3中，先将样品框粘在加工后的铝箔上表面，然后将特氟龙基底、铝箔、样品框一起放入溶剂中进行水浴浸泡20分钟，去掉特氟龙基底，得到无基底的太赫兹偏振片。

百度查询： 福州大学 一种无基底大面积太赫兹偏振片加工方法

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