[發明專利]聚合物基太赫茲空間光調制器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011158928.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112480451B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 沈洋;郭夢帆;林元華;南策文
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08J7/00
• 分類號: C08J7/00;C08J5/18;G02F1/01;C08L27/16;C08L27/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 周慧云

本發明公開了聚合物基太赫茲空間光調制器及其制備方法，所述方法包括：(1)采用溶液法制備P(VDF?TrFE)薄膜；(2)將所述P(VDF?TrFE)薄膜置于150～300攝氏度下靜置，退火，以便得到聚合物基太赫茲空間光調制器。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明制備的空間光調制器以高取向度的結晶P(VDF?TrFE)作為功能層，具有良好的穩定性；具有高空間分辨率，最小分辨尺寸為200nm；對于太赫茲波段光具有空間選擇性吸收，開關比可達10。本發明有效開拓了空間光調制作用在太赫茲波段的應用，具有良好的開關效應與空間分辨率，有利于其在太赫茲空間光調制器件與其柔性器件領域的實際應用。

技術領域

本發明屬于空間光調制器領域，具體涉及一種聚合物基太赫茲空間光調制器及其制備方法。

背景技術

光信息處理是一種近年來高速發展的新興技術。光波作為載荷信息，其傳播頻率高，信號本身具有較大帶寬；同時光波抗干擾性好，多束光可在空間中重疊而不互擾，因此可使用并行傳播的方式對載荷信息進行傳遞與處理，使得信息處理容量大、速度高。

空間光調制器是一類對光波的空間分布進行調制的器件，可對光波的振幅、相位、偏振、頻率等特性的一維或二維分布進行空間和時間的變換或調制，從而將源信號所運載的信息寫進光束之中。

目前，實現空間光調制功能主要利用電吸收調制、光電調制、液晶調制等技術，但其調制波段主要限制在可見光區域(390-780nm)，對其他波段不顯現明顯調制作用。太赫茲光(波段0.03-3mm)具有高通過性、高時域信噪比、高帶寬的特點，近年來在通訊、成像、傳感等領域快速發展。然而，由于太赫茲光的高通過性，該波段的空間光調制方法仍為空白。

因此，既要產生對太赫茲光的吸收，同時又要具有高空間分辨率的材料，是目前太赫茲空間光調制器所急需的。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種聚合物基太赫茲空間光調制器及其制備方法，該方法通過將P(VDF-TrFE)進行超薄沉積與熔融結晶，可制備出具有高度取向的聚合物結晶薄膜。所獲得薄膜具有對太赫茲光的高空間分辨率與空間周期性吸收，易于滿足太赫茲頻域的空間光調制器的要求。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備聚合物基太赫茲空間光調制器的方法。根據本發明的實施例，所述方法包括：

(1)采用溶液法制備P(VDF-TrFE)薄膜；

(2)將所述P(VDF-TrFE)薄膜置于150～300攝氏度下靜置，退火，以便得到聚合物基太赫茲空間光調制器。

根據本發明實施例的制備聚合物基太赫茲空間光調制器的方法，通過簡單的溶液法與熱處理，將P(VDF-TrFE)進行超薄沉積與熔融結晶，可制備出具有高度取向的聚合物結晶薄膜，制備方法具有簡單、低能耗、低污染的特點。制備得到的薄膜具有對太赫茲光的高空間分辨率與空間周期性吸收，易于滿足太赫茲頻域的空間光調制器的要求。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明制備的空間光調制器以高取向度的結晶P(VDF-TrFE)作為功能層，具有良好的穩定性；具有高空間分辨率，最小分辨尺寸為200nm；對于太赫茲波段光具有空間選擇性吸收，開關比可達10。本發明有效開拓了空間光調制作用在太赫茲波段的應用，具有良好的開關效應與空間分辨率，有利于其在太赫茲空間光調制器件與其柔性器件領域的實際應用。

另外，根據本發明上述實施例的制備聚合物基太赫茲空間光調制器的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述溶液法選自刮涂法、旋涂法和朗格繆爾-布洛杰特法中的至少之一。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述P(VDF-TrFE)薄膜的厚度不大于120nm。