[發明專利]基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器及其制造方法

在審

• 申請號: 202210059904.6
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114153082A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 張敏;陳潤;宋琦;梁華偉;謝心如;王嘉彤;劉佳睿;陳俊展;康柳
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;C23C16/30;C23C14/35;C23C14/20;C23C14/06;B33Y80/00;B29C64/124
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 涂年影

1.一種基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述太赫茲寬帶調制器包括場源及調控器件，所述調控器件包括基底、設置于所述基座上層的結構層、設置于所述結構層上層的活性層、設置于所述活性層上層的保護層，以及分別設置于所述保護層兩側且與所述活性層相接觸的第一電極層和第二電極層；所述第一電極層及所述第二電極層均與所述活性層的上端面相接觸；

所述結構層通過面投影立體光固化的3D打印技術制作得到；所述結構層由多個空心立方體緊密排列組成；所述空心立方體的上端面及四個側面均設有與內部空腔相連通的通孔；每一所述空心立方體的內部空腔中均鋪設有內置薄膜層；

所述活性層上設有與所述結構層中空心立方體上端面所設置通孔對應的連通孔；

所述場源為電、磁或激光場，產生外加場并作用于調控器件的表面，通過調節場源的強度以實現太赫茲波的主動調控。

2.根據權利要求1所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述通孔的直徑為所述空心立方體邊長的0.3～0.7倍。

3.根據權利要求1所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述空心立方體的壁厚為其邊長的0.08～0.15倍。

4.根據權利要求1-3任一項所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述結構層的整體形狀為正方形。

5.根據權利要求4所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述空心立方體的邊長與所述太赫茲寬帶調制器可調制太赫茲波的波長之間的比值為0.35～0.8。

6.根據權利要求1-3任一項所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述基底為硅基底或氧化硅基底。

7.根據權利要求1-3任一項所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述保護層為氧化硅層或六方氮化硼層。

8.根據權利要求1-3任一項所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述空心立方體的材料為耐高溫樹脂、磁性樹脂或陶瓷。

9.根據權利要求1-3任一項所述的基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器，其特征在于，所述內置薄膜層與所述活性層均為WTe₂薄膜層。

10.一種基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器的制造方法，其特征在于，如權利要求1-9任一項所述基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器中的調控器件采用基于3D打印技術的太赫茲寬帶調制器的制造方法制造得到，所述方法包括：

在基底上通過面投影立體光固化的3D打印技術制作得到結構層，所述結構層包含由多個空心立方體緊密排列組成；所述空心立方體的上端面及四個側面均設有與內部空腔相連通的通孔；

通過磁控濺射法、化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、真空蒸鍍法或分子束外延法在所述結構層的上層沉積活性層，并在每一所述空心立方體的內部空腔中沉積內置薄膜層；

在所述活性層的上層鋪設保護層，所述保護層的寬度小于所述活性層的寬度；

通過磁控濺射法在所述活性層的上層未鋪設保護層的區域濺射形成第一電極層及所述第二電極層得到調控器件；所述第一電極層及所述第二電極層分別設置于所述保護層的兩側。