研究目的
展示一种利用增材制造技术快速原型化金属化聚甲基丙烯酸甲酯离轴抛物面镜的新方法，用于太赫兹成像应用，为市售光学元件提供低成本替代方案。
研究成果
通过立体光刻3D打印与溅射工艺制备的金属化聚甲基丙烯酸甲酯离轴抛物面镜，在530 GHz频段展现出与商用镜片几乎一致的空间光束分布特性，证实其作为定制太赫兹光学元件低成本快速原型方案的可行性。该方法能加速特定应用成像模式的发展。
研究不足
3D打印镜面的表面粗糙度（Ra=4微米，Rq=5微米）比商用同类产品更粗糙，这可能会限制其在更高频率或更高分辨率下的性能。该方法已在530 GHz频率下得到验证，但其在整个太赫兹频段（290 GHz至4.5 THz）的适用性尚未完全确认。材料放气可能会影响真空沉积工艺。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用可铸造树脂通过立体光固化3D打印技术设计与制造离轴抛物面镜，随后通过磁控溅射进行金属化处理，并与市售同类反射镜进行性能对比。
2：样本选择与数据来源：
以市售离轴抛物面反射器（直径76.2毫米，反射焦距228.6毫米，母焦距114.3毫米）作为参照标准，原型设计保持相同外形尺寸。
3：2毫米，反射焦距6毫米，母焦距3毫米）作为参照标准，原型设计保持相同外形尺寸。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：包含桌面3D打印机（Form 2，Formlabs公司）、可铸造树脂、溅射系统（ATC 1800-F，AJA公司）、金与镍铬靶材、异丙醇、触针式轮廓仪（LD 260，马尔公司）、太赫兹相机（MICROXCAM-340I，加拿大国家光学研究所）、远红外激光源（SI-FIR，相干公司）及奥普尔热电堆探测器。
4：实验流程与操作步骤：
在Solidworks中设计STL文件，以25微米分辨率打印后冲洗干燥，移除支撑材料并进行后烘烤，最后镀覆镍铬与金涂层。测量表面质量，并通过太赫兹相机系统成像光束剖面，同步进行对准与功率测量。
5：数据分析方法：
使用轮廓仪测量表面粗糙度参数（Ra和Rq），通过目视观察与横截面强度曲线对比光束剖面，强度数据由热电堆探测器采集。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Far-Infrared Laser Source
SI-FIR
Coherent Inc.
Used as the illumination source emitting at 530 GHz for the imaging experiments.
-
Desktop 3D Printer
Form 2
Formlabs Inc.
Used for stereolithographic fabrication of the poly-methacrylate parabolic mirror prototype.
-
Sputtering System
ATC 1800-F
AJA Inc.
Used for metalization of the 3D printed mirror via magnetron sputtering with NiCr and gold targets.
-
Tactile Profilometer
LD 260
Mahr Inc.
Used to measure the surface quality of the metalized mirror, providing roughness parameters.
-
THz Camera
MICROXCAM-340I
Institut National d'Optique
Used for real-time imaging of the spatial beam profile at 530 GHz.
-
Thermopile Detector
Juno ADC
Ophir-Spiricon Inc.
Used for intensity measurements of the laser output before and after image capture.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
