[發明專利]一種新型太赫茲動態可調光柵及其制備方法

在審

• 申請號: 202010013345.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111123422A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 吳敬波;蔡佳成;陳本紋;張彩虹;金飚兵;陳健;吳培亨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;C23C14/58;C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 秦蕾

1.一種新型太赫茲動態可調光柵，其特征在于，包括SiO₂基片，生長在所述SiO₂基片上的VO₂薄膜線柵結構。

2.根據權利要求1所述一種新型太赫茲動態可調光柵，其特征在于，所述光柵的狹縫寬0.8mm，光柵常數為1.6mm。

3.根據權利要求1所述一種新型太赫茲動態可調光柵，其特征在于，所述VO₂薄膜的厚度為200nm。

4.根據權利要求1所述一種新型太赫茲動態可調光柵，其特征在于，所述SiO₂基片的厚度為1.5mm。

5.如權利要求1所述一種新型太赫茲動態可調光柵的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)在SiO₂基片上采用反應磁控濺射法生長VO₂薄膜；(2)在已生長VO₂薄膜的所述SiO₂基片上，旋涂光刻膠AZ1500；(3)紫外曝光與顯影：在光刻機上放置涂好光刻膠AZ1500的SiO₂基片和掩模版并對準，所述掩膜版的結構為線柵結構，曝光后用正膠顯影液進行顯影，然后進行后烘；(4)使用反應離子刻蝕工藝刻蝕出線柵結構，用丙酮清洗掉殘留的光刻膠，并用酒精和去離子水清洗后烘干。

6.根據權利要求5所述一種新型太赫茲動態可調光柵的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，首先將生長室抽真空至10^-4Pa，然后將SiO₂基片加熱并保持在550℃，將高純度氬氣和氧氣的混合氣體充入生長室中，以使生長室壓力穩定在1Pa，射頻源功率設置為200W，在沉積之前，通過預濺鍍處理至少10分鐘來清潔釩靶的表面，然后將厚度為200nm的VO₂薄膜沉積到SiO₂基片上；最后在真空環境中自然冷卻至環境溫度，冷卻過程中，樣品溫度分別保持在450℃和200℃各30分鐘。

7.根據權利要求5所述一種新型太赫茲動態可調光柵的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)和步驟(3)中，在所述SiO₂基片上旋涂一層光刻膠AZ1500，預轉速600rpm，穩定轉速4000rpm，預轉速和穩定轉速的時間分別為6秒和40秒，烘烤溫度為90℃，時間為5分鐘，利用光刻機對所述光刻膠AZ1500進行曝光，時間為10秒，曝光完以后用正膠顯影液進行顯影，時間為14秒，然后進行后烘，烘烤溫度為90℃，時間為10分鐘。

8.根據權利要求5所述一種新型太赫茲動態可調光柵的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中使用反應離子刻蝕工藝，通過氣體CF₄，控制氣流量40sccm，刻蝕時間6分鐘，在所述SiO₂基片表面加工出VO₂的光柵結構。

9.利用如權利要求1所述一種新型太赫茲動態可調光柵的調制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將所述新型太赫茲動態可調光柵固定于尺寸相當的加熱板上；

2)將所述加熱板通過感溫線和加熱線與高精度溫度控制器連接；

3)將所述加熱板和所述新型太赫茲動態可調光柵固定在角度可調的太赫茲時域光譜系統中，通過控溫臺將樣品溫度分別偏置在室溫和62℃不同溫度下，太赫茲發射天線固定在70度角入射，通過測試程序控制接收天線轉動，記錄不同角度下的反射信號，測得所述新型太赫茲動態可調光柵對太赫茲波的色散效果。