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科技日報記者 劉霞
偏振圖像可提供諸如陰影和表面形貌的信息，但目前的紅外偏振器主要由昂貴且易碎的陶瓷制成，且其擁有的納米光柵通常需通過耗時且成本高昂的干涉光刻法制造而成。現(xiàn)在，韓國科學(xué)家基于富硫聚合物，研制出一款高靈敏度基偏振器，不僅成本低廉且制造方法簡單，相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《先進(jìn)材料》雜志。
通過“逆硫化”合成的富硫聚合物因在紅外區(qū)域固有的高透射率而成為紅外光學(xué)器件的合適候選材料，受到廣泛關(guān)注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主鏈組成，石油精煉過程中每年會產(chǎn)生700萬噸硫磺，因此這種富硫聚合物可大規(guī)模生產(chǎn)。
與常規(guī)紅外材料不同，富硫聚合物可溶解在有機溶劑中，這意味著其可應(yīng)用于基于溶液的旋涂方法。此外，富硫聚合物擁有的粘滯彈性和動態(tài)共價二硫鍵使其可被熱納米壓印光刻（熱NIL）技術(shù)模塑成不同的納米結(jié)構(gòu)。
而且，基于富硫聚合物制造而成的偏振器，也能擁有雙層結(jié)構(gòu)，可通過以下3個步驟獲得：旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用熱NIL工藝，以及在納米光柵上進(jìn)行金屬沉積，由此得到的富硫聚合物基偏振器由自對準(zhǔn)雙層金屬光柵和間隔層（用作光學(xué)腔）組成。
基于上述方法，韓國漢陽大學(xué)研究人員制作了一種高靈敏度的富硫聚合物基偏振器。他們微調(diào)了熱NIL條件，以高質(zhì)量復(fù)制設(shè)計納米光柵，并研究了間隔層的厚度，以最大化所有中波紅外區(qū)域的透射。通過數(shù)值模擬設(shè)計，并考慮到光學(xué)性能和制造難度，該偏振器的節(jié)距為400納米，經(jīng)由包括溫度、壓力和時間在內(nèi)的熱NIL條件的系統(tǒng)研究，獲得了面積為1平方厘米的高保真納米光柵。
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