太赫兹波光学透镜加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产品加工技术领域，具体而言，涉及一种太赫兹波光学透镜加工方法。
【背景技术】
[0002]在太赫兹THz波系统中，对THz波进行传输、控制的光学元件非常重要，其中，对THz波衍射效应进行约束的透镜是各光学元件中较为重要的器件，发明人经研宄发现，现有的太赫兹波光学透镜均是对单个透镜进行精细加工，加工过程较为复杂，生产效率较低。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种太赫兹波光学透镜加工方法，以改善现有技术中太赫兹波光学透镜加工过程较为复杂，生产效率较低的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下:
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种太赫兹波光学透镜加工方法，包括:
[0006]使用模具对制造所加工的太赫兹波光学透镜的材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜，所述模具与所加工的所述太赫兹波光学透镜形状匹配。
[0007]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，制造所加工的所述太赫兹波光学透镜的所述材料为4-甲基戊烯TPX材料，所述使用模具对制造所加工的太赫兹波光学透镜的材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜，包括:
[0008]使用模具对4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜。
[0009]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述使用模具对4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜，包括:
[0010]用高于所述4-甲基戊烯TPX材料熔点的温度，将所述4-甲基戊烯TPX材料加热至软化；
[0011 ] 使用模具将软化的所述4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜。
[0012]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述使用模具将软化的所述4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜，包括:
[0013]采用微型精密注塑机使用模具将软化的所述4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到所加工的所述太赫兹波光学透镜。
[0014]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述模具上有二元光学微结构，采用所述微型精密注塑机使用所述模具将软化的所述4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到的所加工的所述太赫兹波光学透镜为二元光学微结构。
[0015]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述模具上有增透结构，采用所述微型精密注塑机使用所述模具将软化的所述4-甲基戊烯TPX材料进行热塑成型，得到的所加工的所述太赫兹波光学透镜为包括二元光学微结构和增透结构的复合微结构透镜。
[0016]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述增透结构为亚波长抗反射微结构。
[0017]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述模具为以金属为基质材料，刻蚀加工为与所加工的所述太赫兹波光学透镜形状匹配的结构。
[0018]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述热塑成型包括注塑成型、挤出成型和吹塑成型中的任意一种。
[0019]本发明实施例中，摒弃了现有技术中对单个透镜进行精细加工，制成透镜的方式，巧妙地采用模具进行热塑成型得到太赫兹波光学透镜，这种加工模式，使得太赫兹波光学透镜得以批量快速成型，加工方便，生产效率较高，符合实际需求。
[0020]进一步地，本发明实施例中，摒弃了现有技术中采用聚合物、高阻硅等制作透镜的方案，选用4-甲基戊烯TPX材料制造透镜，与其他聚合物相比，TPX材料在高于熔点的温度下，粘度小，易流动，因此，TPX材料采用通用的热塑性塑料加工成型方法都可以成型，如注塑成型、挤出成型、吹塑成型等。TPX的成型收缩率很小，有利于加工成型；材质硬，具有较好的光学加工性能，在太赫兹THz领域，可以替代Tsurupica超透镜，但比超透镜更便宜、更易获得；TPX在太赫兹波段的透明度和温度无关，折射率随温度变化很小，因此可以在低温保持器中作“冷”窗口 ；ΤΡΧ材料透光率较高，且透光率不会随加工条件的变化而变化，也不随产品厚度而变化，因而，由TPX材料制造成的透镜透光率更高、透光效果更稳定。
[0021]进一步地，本发明实施例中，采用微型精密注塑机，又称超小型精密注塑机将TPX材料进行热塑成型，充分确保了透镜成型精度，确保了加工成型的透镜的使用性能。
[0022]进一步地，本发明实施例中，通过模具将透镜加工为二元光学微结构，基于二元光学特性，二元光学透镜在实现元件功能的同时具有厚度薄的特性，对太赫兹THz波的传输强度影响较小，提高了透镜性能。
[0023]进一步地，本发明实施例中，设有增透结构，增透结构为亚波长抗反射微结构，与现有技术中采用聚合物增透膜作为增透元件整体透过率十分有限相比，亚波长抗反射微结构能够高效率、显著提高增透效果。
[0024]进一步地，本发明实施例中，将亚波长抗反射微结构和二元光学微结构相结合，通过模具加工成了“复合微结构”的太赫兹波光学透镜，显著提高了透镜性能，为提高太赫兹波元件透过率提供了新思路，为太赫兹波的大规模推广应用奠定了基础。
[0025]进一步地，本发明实施例中，对透镜所用材料、结构进行了巧妙选择和设计，采用热塑成型得到太赫兹波光学透镜，实现了太赫兹光学透镜的高效率、低成本加工，符合实际需求。
[0026]本发明实施例结构简单、设计巧妙、实施方便、具有突出的实质性特点和显著进步，适合大规模推广应用。
[0027]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图来实现和获得。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本发明实施例所提供的一种加工流程示意图；
[0030]图2为本发明实施例所提供的另一种加工流程不意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]实施例
[0033]太赫兹THz波是指频率从0.1THz到1THz，对应波长从3微米到30微米，介于微波与红外波段之间的电磁波。由于THz波具有如下基本特点而具有广泛的应用前景:瞬态性:脉冲THz波典型脉宽在ps量级，能方便地对各种材料进行时间分辨研宄；宽带性:脉冲THz波中，单脉冲仅含若干个周期，带宽为GHz-THz，能在大范围内分析材料的光谱特征；相干性:相干长度的计算公式为L= λ2/Δ λ，由于THz波的波长较长，所以相干长度大；低能性:ΤΗζ波单光子能量为meV量级，远小于X射线的单光子能量，辐照材料的时候对材料没有电离损伤风险；穿透性:THz波对非极性绝缘物质有很高的穿透性，这一点与X射线形成互补；惧水性:水对THz波有强吸收，因而可用THz波进行物质含水量研宄和产品质量控制；光谱的特征吸收:许多极性分子的振动和转动能级在太赫兹波段。
[0034]THz波系统中，除了 THz波源和THz探测器外，主要的是对THz波进行传输和控制的光学元件。现在，人们就THz波源和THz探测器的研宄开展得很多，但关于THz光学元件的设计研宄相对较少，由于THz波波长很长，衍射效应明显，THz系统光学元件中最为重要的是对THz波衍射效应进行约束的透镜。如何高效生产太赫兹波光学透镜已成为影响太赫兹波光学透镜生产应用的重要因素。
[0035]基于此，如图1所示，本发明实施例提供了一种太赫兹波光学透镜加工方法，包括:
[0036]步骤SlOO:制造与所加工的太赫兹波光学透镜形状匹配的模具；
[0037]为了确保模具制造精度，优选以金属为基质材料，刻蚀加工与所加工的太赫兹波光