[发明专利]一种基于磁性液体的太赫兹偏振片制备方法

说明书

本发明提出一种基于磁性液体的太赫兹偏振片制备方法，所述磁性液体为含磁性颗粒的可固化的液体；所述制备方法为以稳定磁场使磁性液体中的磁性颗粒沿磁力线排列为可用于太赫兹波的偏振结构，并在液体内的偏振结构排列成型后，以磁性液体的固化转变来固定磁性颗粒的位置，使液态的偏振结构转换为固态的偏振结构；本发明能通过简单的生产工艺、低成本地制备太赫兹偏振片。

技术领域

本发明涉及磁性液体应用技术领域，尤其是一种基于磁性液体的太赫兹偏振片制备方法。

背景技术

太赫兹波一般指波段位于0.1THz的毫米波和10THz的远红外线之间的电磁波。太赫兹波具有不同于微波、红外和 X 射线等电磁波的特点，太赫兹波在宽带移动通信、卫星通信、军用雷达、物体成像、环境监测、医疗诊断等方面具有显著的研究价值。

磁性液体，又叫磁流体，是指由稳定剂、磁性颗粒和基液（或载液）搅拌均匀后形成的胶状悬浮液。磁性液体是含有微米/纳米磁性颗粒的胶状悬浮液，当没有磁场作用时，磁性颗粒在液体中做无规则的热运动；当施加外磁场时，磁性颗粒会沿着磁场方向排列形成链状结构。

目前应用于太赫兹波段的偏振片主要有三种：液晶偏振片、金属线栅型偏振片和碳纳米管偏振片。液晶偏振片主要是指向列相结构分子在外电场作用的有序排列，这种偏振片的插入损耗通常比较大，从而限制了它的广泛应用。金属线栅型偏振片主要可以通过精密的机械加工、激光直写技术、光刻等加工方式获得，这也是目前应用最为广泛的太赫兹偏振片。碳纳米管偏振片是由纳米碳管形成的线栅结构，但由于碳纳米管生长情况和转移过程中的不确定因素、高的成本、以及低消光比等原因，这种偏振片还处于研究阶段。常用的金属偏振片的制备成本高昂、工序繁琐、开发周期长，寻求一种流程简洁、成本较低、性能稳定的太赫兹偏振片制备方案对于高性能太赫兹偏振片的研究极具商业价值。

发明内容

本发明提出一种基于磁性液体的太赫兹偏振片制备方法，能通过简单的生产工艺、低成本地制备太赫兹偏振片。

本发明采用以下技术方案。

一种基于磁性液体的太赫兹偏振片制备方法，所述磁性液体为含磁性颗粒的可固化的液体；所述制备方法为以稳定磁场使磁性液体中的磁性颗粒沿磁力线排列为可用于太赫兹波的偏振结构，并在液体内的偏振结构排列成型后，以磁性液体的固化转变来固定磁性颗粒的位置，使液态的偏振结构转换为固态的偏振结构。

所述固态的偏振结构为太赫兹偏振片；所述磁性液体为含有微米尺寸或纳米尺寸的磁性颗粒的胶状悬浮液。

所述稳定磁场通过调节两块永磁体的间距来构建；

所述磁性液体的制备方法为：先量取基液、磁性颗粒于容器中混合, 然后放入超声清洗机中进行超声振动搅拌形成均匀的液体，最后再加入固化剂，形成可在设定时间内自行固化的磁性液体；

在制备太赫兹偏振片时，以秤具称量适量磁性液体，把磁性液体置于扁形皿中，以预设强度的稳定磁场对扁形皿中的磁性液体进行处理，待扁形皿内的磁性液体固化后将其取出，即得到太赫兹偏振片。

所述扁形皿为塑料培养皿；所述太赫兹偏振片的样品厚度为1mm。

所述磁性液体的制备方法中，选择硅油质量溶度为40%的硅胶-硅油混合液作为基液，所述磁性颗粒选择颗粒直径约为100nm的球型羰基铁粉。

所述固化剂为以正硅酸乙酯加入微量的有机锡来制备的固化剂。

所述太赫兹偏振片制备方法的制备方法包括以下步骤；

步骤S1：通过改变两块150mm*100mm*20mm的长方体铁氧体磁铁的间距，来改变两块永磁体之间区域磁场的大小，以此构建相对均匀的磁场；