基于硫廢物的高靈敏紅外偏振器面世
偏振圖像可提供諸如陰影和表面形貌的信息,但目前的紅外偏振器主要由昂貴且易碎的陶瓷制成,且其擁有的納米光柵通常需通過(guò)耗時(shí)且成本高昂的干涉光刻法制造而成,F(xiàn)在,韓國(guó)科學(xué)家基于富硫聚合物,研制出一款高靈敏度基偏振器,不僅成本低廉且制造方法簡(jiǎn)單,相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《先進(jìn)材料》雜志。 通過(guò)“逆硫化”合成的富硫聚合物因在紅外區(qū)域固有的高透射率而成為紅外光學(xué)器件的合適候選材料,受到廣泛關(guān)注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主鏈組成,石油精煉過(guò)程中每年會(huì)產(chǎn)生700萬(wàn)噸硫磺,因此這種富硫聚合物可大規(guī)模生產(chǎn)。 與常規(guī)紅外材料不同,富硫聚合物可溶解在有機(jī)溶劑中,這意味著其可應(yīng)用于基于溶液的旋涂方法。此外,富硫聚合物擁有的粘滯彈性和動(dòng)態(tài)共價(jià)二硫鍵使其可被熱納米壓印光刻(熱NIL)技術(shù)模塑成不同的納米結(jié)構(gòu)。 而且,基于富硫聚合物制造而成的偏振器,也能擁有雙層結(jié)構(gòu),可通過(guò)以下3個(gè)步驟獲得:旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用熱NIL工藝,以及在納米光柵上進(jìn)行金屬沉積,由此得到的富硫聚合物基偏振器由自對(duì)準(zhǔn)雙層金屬光柵和間隔層(用作光學(xué)腔)組成。 基于上述方法,韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)研究人員制作了一種高靈敏度的富硫聚合物基偏振器。他們微調(diào)了熱NIL條件,以高質(zhì)量復(fù)制設(shè)計(jì)納米光柵,并研究了間隔層的厚度,以最大化所有中波紅外區(qū)域的透射。通過(guò)數(shù)值模擬設(shè)計(jì),并考慮到光學(xué)性能和制造難度,該偏振器的節(jié)距為400納米,經(jīng)由包括溫度、壓力和時(shí)間在內(nèi)的熱NIL條件的系統(tǒng)研究,獲得了面積為1平方厘米的高保真納米光柵。 |