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Updated: Jan 8, 2026
09:39
Characterizing Dissipative Elastic Metamaterials Produced by Additive Manufacturing
Published on: June 28, 2024
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Análisis óptico de placas de onda de terahertz impresas en 3D a partir de termoplásticos comunes
Gabriel F Freitas1, Lucas T Roque1, Nicolas M Kawahala1
1Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, 05508-090, Brazil.
Scientific reports
|December 13, 2025
Resumen
La impresión 3D permite placas de onda de terahertz (THz) personalizadas utilizando plásticos comunes. El poliestireno de alto impacto (HIPS) ofrece el mejor rendimiento debido a su baja absorción y birrefringencia estable para el control de polarización THz.
Área de la Ciencia:
- Óptica y Fotónica
- Ciencia de Materiales
- Fabricación Aditiva
Sus antecedentes:
- Las placas de onda de terahercios (THz) son cruciales para controlar la polarización de THz.
- Los métodos de fabricación convencionales suelen ser complejos y costosos.
- La impresión 3D ofrece una alternativa potencial de bajo costo y personalizable.
Objetivo del estudio:
- Fabricar y caracterizar placas de onda THz birrefringentes mediante impresión 3D por modelado por deposición fundida (FDM).
- Evaluar la idoneidad de los filamentos termoplásticos comunes (PLA, ABS, HIPS) para aplicaciones THz.
- Establecer un marco comparativo para la selección de materiales y la optimización del diseño.
Principales métodos:
- Fabricación de rejillas sub-longitud de onda mediante impresión 3D FDM con una boquilla de 0,2 mm.
- Espectroscopía de dominio de tiempo de terahercios (THz-TDS) para evaluar la absorción del material y las propiedades ópticas.
- THz-TDS resuelto en polarización para extraer la birrefringencia, el retardamiento y la modulación de la polarización.
Principales resultados:
- El HIPS demostró la menor absorción de THz y la respuesta birrefringente más estable.
- El ABS mostró un rendimiento moderado, mientras que el PLA exhibió alta absorción y utilidad limitada.
- Las predicciones de la teoría del medio efectivo coincidieron con los datos experimentales por debajo de 0,6 THz.
- La saturación del retardamiento permitió continuar el desplazamiento de fase por encima del umbral de difracción.
- Las placas de onda de HIPS modularon eficazmente la elipticidad y la rotación de la polarización.
Conclusiones:
- La impresión 3D FDM es un método viable para producir placas de onda THz personalizables.
- El HIPS es el material más prometedor entre los filamentos probados para aplicaciones de polarización THz.
- El estudio proporciona información valiosa para el diseño de componentes de polarización THz de bajo costo.
Palabras clave:
impresión 3Dplacas de onda birrefringentesbirrefringencia de formamodelado por deposición fundida (FDM)control de polarizaciónespectroscopía de dominio de tiempo de terahercios (THz-TDS)
