[发明专利]毫米波太赫兹波线栅偏振片的制备方法

说明书

本发明公开了一种毫米波太赫兹波线栅偏振片的制备方法，制备方法在线栅制备装置中进行，第一叶片和第二叶片上的上表面沿各自的长度方向设置有多个沿宽度方向贯穿且规格相同的凹槽，第一叶片和第二叶片上的凹槽一一对应；制备方法包括：1)将多根金属丝分别顺次穿过第一叶片和第二叶片上相对应的两个凹槽并拉直；2)转动第一叶片和第二叶片；3)测量相邻两个凹槽的距离和第一叶片与第二叶片的夹角；4)计算出相邻两根金属丝之间的垂直距离为z·sin[(180°‑δ)/2]；5)装配至线栅偏振片金属框架上。该制备方法在保障线栅结构参数的情况下，能有效降低制造线栅的工艺难度，降低线栅的损耗。

技术领域

本发明涉及毫米波太赫兹波线栅偏振片的制备方法。

背景技术

目前最常用的太赫兹偏振片是由等间距排列的金属线制成的线栅。极化线栅是毫米波太赫兹波准光学链路中的核心器件之一，它主要用于电磁波的极化和分离作用，可广泛应用于毫米波和太赫兹波偏振测量系统、太赫兹成像系统、全极化辐射计定标源和激光器等。

当电场经过线栅，投影到金属线方向的电场会被吸收或者反射。由于线栅的直径远小于波长，垂直于线栅方向的电场将会透射。因此，理想情况下经线栅透射的电场是与线栅方向垂直的线偏振电场。线栅的消光比主要取决于金属线的宽度(或直径)、金属材料的复折射率以及金属线的周期。随着系统采用电磁波频率的提高，所需线栅直径和线栅周期逐渐减小，达到微米量级，这给利用传统技术制备线栅带来了很大的困难，制作过程中要保证每条金属线之间的间距相同比较困难，所以成本较高，且重复性相对较差。为了解决这个问题，人们发明了利用光刻和金属膜制备工艺相结合，在一定厚度的高阻硅片衬底上沉积一定厚度的金属薄膜，制备出具有基底材料的偏振片。该方法保证了样品之间的重复性，但基底的存在会损耗一部分透射的电场能量，降低转换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种毫米波太赫兹波线栅偏振片的制备方法，该制备方法在保障线栅结构参数的情况下，能有效降低制造线栅的工艺难度，降低线栅的损耗。

为了实现上述目的，本发明提供了一种毫米波太赫兹波线栅偏振片的制备方法，制备方法在线栅制备装置中进行，线栅制备装置包括端部相互铰接的第一叶片和第二叶片，第一叶片和第二叶片上的上表面沿各自的长度方向设置有多个沿宽度方向贯穿且规格相同的凹槽，第一叶片和第二叶片上的凹槽一一对应；其中，制备方法包括：1)将多根金属丝分别顺次穿过第一叶片和第二叶片上相对应的两个凹槽，每根金属丝的两端均连接有牵引机构以拉直对应的金属丝；2)转动第一叶片和第二叶片以改变第一叶片和第二叶片之间的夹角从而改变相邻两根金属丝之间的垂直距离；3)测量第一叶片或第二叶片上相邻两个凹槽的中心线间的距离以及第一叶片与第二叶片之间形成的夹角；4)计算出相邻两根金属丝之间的垂直距离为z·sin[(180°-δ)/2]以确定相邻两根金属丝之间的垂直距离是否满足设计要求；其中，z为相邻两个凹槽的中心线间的距离，δ为第一叶片与第二叶片之间形成的夹角；5)当步骤4)中相邻两根金属丝之间的垂直距离满足设计需求后，将线栅固定框架放到多根金属丝的下方并通过固定胶与金属丝粘接固定，待金属丝位于线栅固定框架固定后装配至线栅偏振片金属框架上。

优选地，在步骤1)中牵引机构牵引金属丝以使得金属丝始终接触于凹槽靠近第一叶片和第二叶片铰接端的侧壁。

优选地，中转轴依次贯穿于第一叶片和第二叶片，并且第一叶片和第二叶片以中转轴的轴线为轴转动。

优选地，第一叶片和第二叶片的端部各自铰接连接有牵引设备，在步骤2)中，通过两个牵引设备的牵引以改变第一叶片和第二叶片之间的夹角。

优选地，第一叶片和第二叶片上的凹槽的槽底均位于同一平面上。

优选地，第一叶片和第二叶片上的凹槽的深度均大于金属丝的直径。

优选地，凹槽的形状为矩形、圆柱形或三角形。

优选地，金属丝为钨丝。