[发明专利]太赫兹矩圆波导电铸芯模微结构的制造方法

说明书

本发明公开了一种太赫兹矩圆波导电铸芯模微结构的制造方法，包括以下步骤：S1，依据精度要求对太赫兹矩圆波导电铸芯模模型进行分层设计；S2，依据结构尺寸与分层设计选取打印模式并进行分层图形与打印参数设计；S3，根据打印模式与参数进行芯模坯体3D精密打印；S4，对坯体结构进行金属化处理，获得太赫兹矩圆波导电铸芯模。本发明提供的电铸芯模制备方法，制作精度高、周期短、成本低，并可以批量化制造，可以广泛用于多种频段的太赫兹矩圆波导电铸芯模制备。

技术领域

本发明涉及太赫兹微器件精密制造技术领域，特别涉及一种太赫兹矩圆波导电铸芯模微结构的制造方法。

背景技术

随着通讯与探测领域技术的高速发展，对高性能、高频域馈电网络系统的需求也越来越多。波导作为馈电网络中的一种关键核心器件，在系统中起到低损耗地将电磁波在不同的功能器件之间进行传输，串联起整个馈电网络的作用。但是由于目前微波器件的接口存在圆形与矩形两种，例如微波源均是矩形波导口，而很多馈源则是圆形波导接口，并且为了符合极化的要求，需要通过矩圆波导将电磁波从圆形波导变换到矩形波导中进行传输。随着研究与应用领域电磁波频段的不断提升，高频太赫兹信号的应用也日益广泛。太赫兹电磁波的频率为0.1THz～10THz，波长在0.03～3mm，较之传统通讯探测频段波长更短，其相应的馈源、波导等组件的尺寸与接口也更小，制造精度要求也更高。而高频太赫兹波导的口径更是为亚毫米级，长度尺寸在数个毫米，其精度要求更是达到微米级。矩圆波导因其内腔需要完成由圆形到矩形的过渡结构，加工难度较普通矩形或者圆波导更为困难。而太赫兹矩圆波导则因为其亚毫米的口径尺寸与微米级的精度要求，传统的机加工、拼焊、挤压成型等工艺已经很难完成。而使用精密电铸法制造时同样需要面临高精度微型芯模结构加工的问题。芯模结构是矩圆波导内腔结构的复制。传统的机加工，组合装配等方法在面对微米级精度、亚毫米直径尺度的芯模柱加工时则会面对装夹困难，加工成本高，精度难以满足等问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术难以做到高频太赫兹矩圆波导电铸芯模的高精度加工问题，现有芯模加工工艺的一系列局限性，以及新工艺应用的工艺参数确定问题，提供了一种太赫兹矩圆波导电铸芯模微结构的制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种太赫兹矩圆波导电铸芯模微结构的制造方法，包括以下步骤：

S1，依据精度要求对太赫兹矩圆波导电铸芯模模型进行分层设计；

S2，依据结构尺寸与分层设计选取打印模式并进行分层图形与打印参数设计；

S3，根据打印模式与参数进行芯模坯体3D精密打印；

S4，对坯体结构进行金属化处理，获得太赫兹矩圆波导电铸芯模。

较佳的，步骤S1包括以下步骤：

S11，获取高精度太赫兹矩圆波导芯模的三维数字模型；

S12，将三维数字模型依据精度要求进行轴向分层设计，获得太赫兹矩圆波导电铸芯模的模型切片结构数据。

较佳的，步骤S12中：芯模的单层切片厚度为5～50μm，且芯模的单层切片厚度≤芯模的轴向精度值。

较佳的，步骤S2包括以下步骤：

S21，根据芯模总尺寸选择打印工艺模式；

S22，针对结构精度要求对该模式进行光学精度参数设计；

S23，开展单层结构图形与打印参数的设计。

较佳的，步骤S21中：当芯模长度＜10mm时，采用微米光斑快速扫描成型或者图形投影模式完成结构直接成型，而长度≥10mm的则采用分段成型拼接的工艺模式。