空PS微球0. 03g置于少量乙醇中潤(rùn)濕，之后加入0. 4g環(huán)氧樹脂（TTA-21P江 蘇泰特爾新材料科技有限公司）和〇. 4g固化劑（間苯二甲胺），攪拌2h后，60°C下固化。 利用THz-TDS對(duì)所制備的復(fù)合材料進(jìn)行折射率的分析與表征，得到其折射率為1. 3。
[0028] 三、超寬頻太赫茲波吸收器對(duì)太赫茲波吸收率的計(jì)算方法
[0029] 根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料，本實(shí)施例以高阻硅片的折射率為起點(diǎn)，制備六層復(fù)合材料，根據(jù)折 射率漸變多層增透膜公式，計(jì)算不同復(fù)合材料層的折射率。
[0030]
[0031] 其中，η。為空氣的折射率，ni6為各復(fù)合材料的理想折射率，為nSl硅的折射率。
[0032] 在利用CST(ComputerSimulationTechnology)對(duì)以上結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算得出 器件的反射率和透過率后，用1減去透過率和反射率即可得出太赫茲超頻段吸收器的吸收 率。
[0033] 圖3是本實(shí)施例實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器的減反構(gòu)件的剖面結(jié)構(gòu)的SEM 圖。
[0034] 在利用勻膠機(jī)將復(fù)合材料層旋涂于低阻硅片上時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)誤差，所得的厚度與 仿真結(jié)果不完全一致。如圖3所示，實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器的減反構(gòu)件的厚度 為900μm，而其理論值為1000μm。
[0035] 圖4是本實(shí)施例的實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器的仿真結(jié)果圖。
[0036] 如圖4所示，利用CST仿真對(duì)實(shí)際所得的超寬頻太赫茲吸收器的參數(shù)進(jìn)行仿真，結(jié) 果顯示，實(shí)際制備的超寬頻太赫茲吸收器對(duì)〇~ΙΟΤΗζ的太赫茲波的吸收率接近100%。
[0037] 圖5為利用太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)對(duì)實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器進(jìn)行分析 與表征的結(jié)果圖。
[0038] 如圖5所示，實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器在0. 1-1. 5THz頻段下的吸收率不 低于95%。
[0039] 圖6為利用FT-IR系統(tǒng)對(duì)實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器進(jìn)行分析與表征的結(jié) 果圖。
[0040] 如圖6所示，實(shí)際制備的超寬頻太赫茲波吸收器在1-lOTHz頻段下的吸收率均高 于 95%。
[0041] 本實(shí)施例中，作為吸收器襯底的低阻娃片的厚度應(yīng)不小于300μπι，優(yōu)選500μπι。 減反構(gòu)件的厚度為1000μm。
[0042] 實(shí)施例的作用與效果
[0043] 本實(shí)施例提供了一種超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件以及基于該減反構(gòu)件的超寬頻太 赫茲波吸收器，減反構(gòu)件由五層折射率不同的納米氧化鈦復(fù)合材料層以及一層中空PS微 球復(fù)合材料層組成，并旋涂于低阻硅上。
[0044] 由于減反構(gòu)件是依據(jù)折射率漸變?cè)鐾冈恚瑢⒍鄬诱凵渎薯樞蜃兓膹?fù)合材料層 依次重疊而成，使得減反構(gòu)件可以在折射率為1. 2~3. 5的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，能夠極大降低 太赫茲波輻射的反射；同時(shí)使得超寬頻太赫茲波吸收器可以工作在太赫茲全頻段（〇. 1~ 30THz)，大大拓寬了之前的利用電磁超材料結(jié)構(gòu)的周期排列的太赫茲吸收器的工作頻寬； 并且此吸收器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，吸收率高，制作成本低。
[0045] 上述實(shí)施例中，減反構(gòu)件的高折射率復(fù)合材料層為納米氧化鈦復(fù)合材料層，低折 射率復(fù)合材料層為中空PS微球復(fù)合材料層。但作為本發(fā)明的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件以 及基于該減反構(gòu)件的超寬頻太赫茲波吸收器，減反構(gòu)件不限于上述復(fù)合材料。如，高折射率 復(fù)合材料層還可以為納米氧化鋯復(fù)合材料層或納米硅粉復(fù)合材料層；低折射率復(fù)合材料層 還可以為中空石英球復(fù)合材料層。
[0046] 同時(shí)，作為復(fù)合材料層制備原料的高分子聚合物也不僅限于環(huán)氧樹脂一種，還可 以為聚乙烯（PE)、聚苯乙烯（PS)、聚環(huán)烯烴（C0P)、聚氨酯（PU)、聚酰亞胺（PI)中的任意一 種。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，設(shè)置在超寬頻太赫茲波吸收器的襯底上，用于在超 寬頻范圍內(nèi)降低太赫茲波輻射的反射，其特征在于： 所述超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件的折射率的范圍為1. 2~3. 5,由多層折射率順序變化 的復(fù)合材料層組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述復(fù)合材料層自靠近所述襯底的一層開始，折射率逐漸減小。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件中包含一層折射率為1. 2~1. 5的低折射率復(fù)合 材料層，以及至少一層折射率為1. 5~3. 5的高折射率復(fù)合材料層。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述高折射率復(fù)合材料層的個(gè)數(shù)為五層。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述低折射率復(fù)合材料層由中空的納米或微米小球與高分子聚合物復(fù)合而成， 所述高折射率復(fù)合材料層由氧化鈦粉、氧化鋯粉、硅粉中的任意一種與高分子聚合物 復(fù)合而成， 所述五層高折射率復(fù)合材料層中的氧化鈦粉、氧化鋯粉或硅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述中空的納米或微米小球?yàn)橹锌站郾揭蚁∏蚧蛑锌帐⑶颉?. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，所述高分子聚合物為聚乙烯（PE)、聚苯乙烯（PS)、聚環(huán)烯烴（COP)、聚氨酯（PU)、 聚酰亞胺（PI)、環(huán)氧樹脂中的任意一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，其特征在于： 其中，每層所述高折射率復(fù)合材料層的厚度為100~250μm。9. 一種超寬頻太赫茲波吸收器，其特征在于，具有： 低阻硅片；以及 超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件，固定于所述低阻硅片上，用于降低太赫茲輻射的反射， 其中，所述超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件為權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的超寬頻太赫茲波 減反構(gòu)件。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的超寬頻太赫茲波吸收器，其特征在于： 其中，所述低阻硅片的厚度不小于300μπι，所述超寬頻太赫茲波減反構(gòu)件的厚度為 lmm〇
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超寬頻太赫茲波減反機(jī)構(gòu)及超寬頻太赫茲波吸收器，依據(jù)折射率漸變?cè)鐾冈?，將多層折射率順序變化的?fù)合材料層依次重疊組成減反機(jī)構(gòu)，然后將其旋涂于低阻硅上。這一器件可以工作在太赫茲全頻段(0.1～30THz)，大大的拓寬了之前的利用電磁超材料結(jié)構(gòu)的周期排列的太赫茲吸收器的工作頻寬；同時(shí)，由于減反機(jī)構(gòu)可以在折射率為1.2～3.5的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，能夠極大降低太赫茲波輻射的反射，并且此吸收器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，吸收率高，制作成本低。
【IPC分類】H05K9/00, H01Q17/00
【公開號(hào)】CN105281043
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510794305
【發(fā)明人】蔡斌, 張君, 徐公杰, 朱亦鳴, 田甜, 展鵬, 葉天明
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日