布阵系统、金属线栅偏振片制作装置和方法

本发明是关于一种金属线栅偏振片，特别是关于一种布阵系统、金属线栅偏振片制作装置和方法。

背景技术：

1、太赫兹波是电磁波的一种，广义上指频率为100ghz～10thz的电磁辐射。随着太赫兹技术的快速发展，太赫兹功能器件成为当前科技的研究热点。偏振器件作为典型的太赫兹功能器件，在光谱系统、偏振检测、分束器等领域具有重要的应用背景。

2、目前，多数太赫兹波段的线栅起偏器是在对太赫兹波具有高透性的衬底石英、高阻硅、聚乙烯等上利用光刻工艺制成金属铝栅等，如美国专利申请us20200174172a1。或者利用纳米压印、碳纳米管等新型技术制备出的线栅结构，由此制备出的线栅起偏器性能受基底干涉的影响，存在制作工艺复杂、设备成本高、低消光比、带宽窄、高损耗等的问题。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种布阵系统、金属线栅偏振片制作装置和方法，其能够克服现有技术中由基底材料引起的折射率损耗和吸收损耗等问题。

2、为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种布阵系统，用于制作偏振片的金属线栅，包括金属丝盘，以及对来自金属丝盘的金属丝依次进行张紧、退火和收卷的张紧轮、加热装置和卷筒组件，

3、所述卷筒组件包括滚筒、可驱动所述滚筒转动的旋转电机、以及可驱动所述滚筒轴向移动的直线运动电机。

4、在本发明的一个或多个实施方式中，所述直线运动电机的线运动速度vx为：

5、

6、式(1)中，d为偏振片中金属线栅的长度/mm，n为偏振片中金属线栅的条数，t为直线运动电机的运动时长。

7、在本发明的一个或多个实施方式中，所述旋转电机的运动速度ωy为：

8、

9、式(2)中，n为偏振片中金属线栅的条数，t为旋转电机的运动时长。

10、在本发明的一个或多个实施方式中，所述张紧轮包括设置于所述加热装置两端的第一张紧轮和第二张紧轮。

11、在本发明的一个或多个实施方式中，所述滚筒的周长大于偏振片中金属线栅的长度。

12、在本发明的一个或多个实施方式中，所述加热装置包括一轴向相通的加热管。

13、为实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种金属线栅偏振片制作装置，包括所述的布阵系统，以及用以对来自所述卷筒组件的金属丝进行封装的固定系统，所述固定系统包括：

14、支撑台，提供一偏振片的固定框架的定位面；

15、第一支架，设置于所述支撑台的一侧，所述第一支架上设置有对金属丝一端进行固定的第一定位件；

16、第二支架，设置于所述支撑台相对的另一侧，所述第二支架上设置有对金属丝另一端进行固定的第二定位件。

17、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一支架可接近或远离所述第二支架；和/或所述第二支架的俯仰角可调；和/或所述支撑台的高度可调。

18、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一支架和第二支架的表面分别凹设形成有第一固定槽和第二固定槽，所述第一定位件和第二定位件分别配合设置于所述第一固定槽和第二固定槽内。

19、为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种金属线栅偏振片制作装置，包括金属丝盘，以及对来自金属丝盘的金属丝依次进行张紧、退火和封装的张紧轮、加热装置和封装组件，

20、所述封装组件包括用以对偏振片的固定框架进行支撑的旋转支架、可驱动所述旋转支架转动的旋转电机、以及可驱动所述旋转支架轴向移动的直线运动电机。

21、在本发明的一个或多个实施方式中，所述直线运动电机的线运动速度vx为：

22、

23、式(1)中，d为偏振片中金属线栅的长度/mm，n为偏振片中金属线栅的条数，t为直线运动电机的运动时长。

24、在本发明的一个或多个实施方式中，所述旋转电机的运动速度ωy为：

25、

26、式(2)中，n为偏振片中金属线栅的条数，t为旋转电机的运动时长。

27、在本发明的一个或多个实施方式中，所述张紧轮包括设置于所述加热装置两端的第一张紧轮和第二张紧轮。

28、在本发明的一个或多个实施方式中，所述加热装置包括一轴向相通的加热管。

29、为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种金属线栅偏振片的制作方法，采用所述的金属线栅偏振片制作装置，包括：

30、提供金属丝盘，该金属丝盘包括具有第一直径的第一滚筒；

31、控制来自金属丝盘的金属丝的张紧力；

32、将金属丝送入加热装置进行退火；

33、将退火后的金属丝通过具有第二直径的第二滚筒进行收卷，所述第二直径大于所述第一直径；

34、从第二滚筒上切断剥离出一根金属丝，并将该一根金属丝来回穿插在第一定位件和第二定位件上长腰形通孔内；

35、将第一定位件和第二定位件放置于第一固定槽和第二固定槽内；

36、在金属丝与固定框架贴合后进行封装，获得金属线栅偏振片。

37、为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种金属线栅偏振片的制作方法，包括：

38、提供金属丝盘，该金属丝盘包括具有第一直径的第一滚筒；

39、控制来自金属丝盘的金属丝的张紧力；

40、将金属丝送入加热装置进行退火；

41、将退火后的金属丝通过具有第二直径的第二滚筒进行收卷，所述第二直径大于所述第一直径；

42、从第二滚筒上切断剥离金属丝，并将金属丝放置于固定框架上进行封装，获得金属线栅偏振片。

43、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第二滚筒的周长大于偏振片中金属线栅的长度。

44、在本发明的一个或多个实施方式中，金属丝退火过程中保持拉直状态。

45、为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种金属线栅偏振片的制作方法，包括：

46、控制来自金属丝盘的金属丝的张紧力；

47、将金属丝送入加热装置进行退火；

48、将退火后的金属丝通过可以转动和沿轴向平移的固定框架进行收卷；

49、将金属丝封装在固定框架上，获得金属线栅偏振片。

50、在本发明的一个或多个实施方式中，金属丝退火过程中保持拉直状态。

51、与现有技术相比，本发明利用机械缠绕法制备无基底金属线栅偏振片，工艺简单，自动化制备金属线栅偏振片设备成本低。

技术特征：

1.一种布阵系统，用于制作偏振片的金属线栅，其特征在于，包括金属丝盘，以及对来自金属丝盘的金属丝依次进行张紧、退火和收卷的张紧轮、加热装置和卷筒组件，

2.如权利要求1所述的布阵系统，其特征在于，所述直线运动电机的线运动速度vx为：

3.如权利要求1所述的布阵系统，其特征在于，所述旋转电机的运动速度ωy为：

4.如权利要求1所述的布阵系统，其特征在于，所述张紧轮包括设置于所述加热装置两端的第一张紧轮和第二张紧轮。

5.如权利要求1所述的布阵系统，其特征在于，所述滚筒的周长大于偏振片中金属线栅的长度。

6.如权利要求1所述的布阵系统，其特征在于，所述加热装置包括一轴向相通的加热管。

7.一种金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，包括权利要求1至6任一所述的布阵系统，以及用以对来自所述卷筒组件的金属丝进行封装的固定系统，所述固定系统包括：

8.如权利要求7所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述第一支架可接近或远离所述第二支架；和/或

9.如权利要求7所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述第一支架和第二支架的表面分别凹设形成有第一固定槽和第二固定槽，所述第一定位件和第二定位件分别配合设置于所述第一固定槽和第二固定槽内。

10.如权利要求9所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述第一定位件和第二定位件上分别开设有贯穿其厚度方向的长腰形通孔。

11.一种金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，包括金属丝盘，以及对来自金属丝盘的金属丝依次进行张紧、退火和封装的张紧轮、加热装置和封装组件，

12.如权利要求11所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述直线运动电机的线运动速度vx为：

13.如权利要求11所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述旋转电机的运动速度ωy为：

14.如权利要求11所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述张紧轮包括设置于所述加热装置两端的第一张紧轮和第二张紧轮。

15.如权利要求11所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，所述加热装置包括一轴向相通的加热管。

16.一种金属线栅偏振片的制作方法，采用权利要求10所述的金属线栅偏振片制作装置，其特征在于，包括：

17.一种金属线栅偏振片的制作方法，其特征在于，包括：

18.如权利要求17所述的金属线栅偏振片制作方法，其特征在于，所述第二滚筒的周长大于偏振片中金属线栅的长度。

19.如权利要求18所述的金属线栅偏振片制作方法，其特征在于，金属丝退火过程中保持拉直状态。

20.一种金属线栅偏振片的制作方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种布阵系统、金属线栅偏振片制作装置和方法，该布阵系统，用于制作偏振片的金属线栅，包括金属丝盘，以及对来自金属丝盘的金属丝依次进行张紧、退火和收卷的张紧轮、加热装置和卷筒组件，所述卷筒组件包括滚筒、可驱动所述滚筒转动的旋转电机、以及可驱动所述滚筒轴向移动的直线运动电机。固定系统用以对来自所述卷筒组件的金属丝进行封装。本发明利用机械缠绕法制备无基底金属线栅偏振片，工艺简单，自动化制备金属线栅偏振片设备成本低。技术研发人员：秦华,王懋,上官阳受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16