从常见热塑性塑料中3D打印的太赫兹波板进行光学分析
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
概括
通过3D打印,可以使用常见的塑料制作定制的太赫兹 (THz) 波板. 高冲击聚钢 (HIPS) 提供了最佳的性能,因为低吸收和稳定的双断率用于THz极化控制.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 太赫兹 (THz) 波板对于控制THz极化至关重要.
- 传统的制造方法通常是复杂和昂贵的.
- 3D打印提供了一个潜在的低成本,可定制的替代品.
研究的目的:
- 使用化沉积建模 (FDM) 3D打印制造和表征双折 THz 波板.
- 评估常见热塑性纤维 (PLA,ABS,HIPS) 适用于THz应用的适用性.
- 为材料选择和设计优化建立一个比较框架.
主要方法:
- 通过0.2毫米喷嘴的FDM3D打印制造亚波长格子.
- 太赫兹时域光谱 (THz-TDS) 用于评估材料的吸收和光学特性.
- 极化分辨THz-TDS提取双折射,阻抗和极化调制.
主要成果:
- HIPS显示了最低的THz吸收和最稳定的双折射响应.
- ABS表现中等,而PLA表现出高吸收率和有限的效用.
- 有效的媒介理论预测与0.6 THz以下的实验数据相匹配.
- 延迟和允许在衍射值以上持续相位移动.
- HIPS 波板有效调节圆性和极化旋转.
结论:
- FDM 3D打印是一种可行的方法,可以生产可定制的THz波形板.
- 在THz极化应用中,HIPS是经过测试的细丝中最有前途的材料.
- 该研究为设计低成本THz极化元件提供了宝贵的见解.
