[發明專利]線柵結構及其制造裝置

在審

• 申請號: 201610200200.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107290815A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 秦華;黃晶晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰,武岑飛

技術領域

本發明屬于線柵制造技術領域，具體地講，涉及一種太赫茲波段的線柵結構及其制造裝置。

背景技術

太赫茲波是位于0.3THz-30THz(其中，1THz＝10¹²Hz，波長約為10μm-1mm，光子能量約為1.2meV-120meV)頻譜范圍內的電磁波，它介于毫米波與紅外波之間，是電子學向光子學過渡的區域，也是電磁波譜中一個很重要的波段。

與傳統光源相比，太赫茲輻射源具有相干、低能、穿透能力強等獨特、優異的特性，所以它在物理、化學、天文學、生命科學和醫藥科學等基礎研究領域，以及安全檢查、醫學成像、環境監測、食品檢驗、射電天文、衛星通信和武器制導等應用研究領域均具有巨大的科學研究價值和廣闊的應用前景。

近年來，隨著真空電子技術、半導體微電子技術、超快激光技術以及非線性光學頻率變換技術的飛速發展，太赫茲科學與應用技術已經成為國際研究的熱點。

目前，太赫茲技術主要研究以下三個方面，即太赫茲源、功能器件和檢測技術。功能器件是一個很重要的部分，其中，偏振器件作為一種常見的光學元件，在微波和可見光已被廣泛使用。但早期，由于太赫茲波的產生和檢測技術有限，人們對太赫茲波缺乏了解，使得對它的研究也很少。近年來，隨著太赫茲技術的迅猛發展，其產生和檢測技術也不斷地成熟起來，對偏振器件的性能要求也越來越高。因此，設計制備高性能的太赫茲偏振器件(包括主動器件和被動器件)逐漸引起研究者的重視。

到現在為止，在太赫茲波段人們已經制備出多種多樣的偏振器件，最常見的有兩種：液晶偏振片和金屬線柵型偏振片，而金屬線柵型偏振片又包括無襯底偏振片和有襯底基的偏振片。其兩者區別在于：有襯底基的偏振片由于襯底的影響，存在消光比不高，帶寬窄，干涉嚴重的問題，于是，該領域的科研人 員通過不斷研究希望獲取高性能的太赫茲起偏器。

2008年，C.F.Hsieh等人利用液晶的雙折射特征通過在熔融石英襯底上填充一層液晶，在磁場作用下定向排列，制備出Feussner型液晶偏振片，頻率為0.2THz-1.0THz，消光系數高達40dB，但是液晶層和襯底很難壓緊封裝，且存在較大的干涉影響。而大多數金屬線柵結構的太赫茲偏振器件都是在基底上加工制備出來(即有基底的偏振片)，起初的基底多采用半導體、石英等介電常數較大的經過刻蝕獲得金屬線柵，這樣得到的線柵結構會引起較大的襯底折射率損失。為降低損耗和干涉，在低介電常數聚合物材料(如聚酯薄膜、高密度聚乙烯、低損耗聚乙烯、低密度聚乙烯等)表面上刻蝕金屬線柵偏振器件逐漸成為研究者們的焦點。

為了避免基底材料的影響，消除干涉，制備出無基底金屬線柵起偏器，可以獲得更高的消光比和偏振度，是最為理想的金屬線柵結構。盡管微波波段無基底支撐金屬線柵的加工、制備工藝已經十分成熟，但對于太赫茲波段來說，無基底金屬線柵偏振器件的制備還存在很多問題，例如：襯底折射率高，干涉較為嚴重，消光比偏低，器件性能還不能滿足應用需求，且無基底支撐的樣品易變形，加工難度較大等。因此，制備太赫茲波段無基底金屬線柵偏振器并使其產業化對太赫茲技術的發展意義重大。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種線柵結構，其包括第一圓環、第二圓環以及多根金屬線，其中，所述第一圓環和所述第二圓環彼此貼合在一起，所述多根金屬線等間隔夾設于所述第一圓環和所述第二圓環之間，每根金屬線橫跨所述第一圓環和所述第二圓環的內圓。

進一步地，所述第一圓環和所述第二圓環通過固化劑彼此貼合在一起，并且所述多根金屬線通過固化劑夾設于所述第一圓環和所述第二圓環之間。

本發明的另一目的還在于提供一種上述的線柵結構的制造裝置，其包括：基準平臺、支撐架、直線運動組件、線柵纏繞組件以及放線組件；所述直線運動組件和所述放線組件分別安裝在所述基準平臺上；所述支撐架安裝在所述直線運動組件上，所述支撐架具有同軸的第一聯軸器；所述線柵纏繞組件通過所述第一聯軸器安裝在所述支撐架中，且所述線柵纏繞組件能夠進行旋轉；所述直線運動組件帶動所述支撐架以及所述線柵纏繞組件進行直線運動的方向平行 于所述第一聯軸器的軸方向；所述放線組件的放線方向大致垂直于所述第一聯軸器的軸方向。