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专利号: 2020107810503
申请人: 温州大学平阳智能制造研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2023-11-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体,其特征在于,包括若干个堆叠在一起的双层晶体结构,所述双层晶体结构包括玻璃基片(1)和石墨烯薄膜(2),所述玻璃基片(1)内部中空,外围为一长方形;石墨烯薄膜(2)粘连覆盖在玻璃基片(1)上,且其宽度与玻璃基片(1)的外围宽度一致,其长度大于玻璃基片(1)的外围长度,使得玻璃基片(1)两端均留有石墨烯薄膜余量,用于连接热源;石墨烯薄膜(2)上与环形玻璃基片(1)中空部分对应的区域设置有周期性微结构图形,使得该双层晶体结构形成了一石墨烯薄膜层和一空气层(5),改变玻璃基片(1)的厚度即可调节空气层(5)的厚度,改变石墨烯薄膜(2)的厚度即可调节石墨烯薄膜层的厚度;石墨烯薄膜(2)上的周期性微结构图形采用激光刻蚀方法根据设计图形制作。

2.根据权利要求1所述的基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体,其特征在于,若干个双层晶体结构采用不同的周期性微结构图形即形成多层多种图案的复合光子晶体结构。

3.根据权利要求1所述的基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体,其特征在于,玻璃基片(1)两端留有的石墨烯薄膜余量与热源连接,得到热可调谐光子晶体。

4.一种基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:材料准备:所述材料包括玻璃基片(1)和石墨烯薄膜(2);

所述玻璃基片(1)内部中空,外围为一长方形;所述石墨烯薄膜(2)具有粘连性,即将石墨烯吸附在导热双面胶的一面形成具有粘连特性的石墨烯薄膜(2);石墨烯薄膜(2)的宽度与玻璃基片(1)的外围宽度一致,其长度大于玻璃基片(1)的外围长度;

步骤2:将具有粘连性的石墨烯薄膜(2)粘连在环形玻璃基片(1)上,要求石墨烯薄膜(2)完全覆盖玻璃基片(1)上的中空区域,且粘连后的玻璃基片(1)两端均留有石墨烯薄膜余量;

步骤3:采用激光刻蚀方法在石墨烯薄膜(2)上与环形玻璃基片(1)中空部分对应的区域制作周期性微结构图形,得到双层晶体结构,该双层晶体结构包含一石墨烯薄膜层和一空气层,改变玻璃基片(1)的厚度即可调节空气层的厚度,改变石墨烯薄膜(2)的厚度即可调节石墨烯薄膜层的厚度;所述周期性微结构图形根据设计要求提前确定;所述激光刻蚀方法是指通过激光束多次重复扫描将石墨烯薄膜(2)完全穿透形成周期性微结构图形;

步骤4:将若干个石墨烯薄膜(2)与玻璃基片(1)构成的双层晶体结构进行堆叠,其叠层结构即构成光子晶体,叠层数量、空气层的厚度、石墨烯薄膜层的厚度根据光子晶体的设计结构尺寸而确定,石墨烯薄膜(2)上的周期性微结构图形根据需要任意设计;不同层的双层晶体结构采用不同的周期性微结构图形即形成多层多种图案的复合光子晶体结构。

5.根据权利要求4所述的基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体的加工方法,其特征在于,还包括:将玻璃基片(1)两端留有的石墨烯薄膜余量(3)与可控温热源(4)连接,形成热可调谐的石墨烯薄膜堆叠的光子晶体。

6.根据权利要求4所述的基于激光刻蚀石墨烯薄膜堆叠的光子晶体的加工方法,其特征在于,步骤4中每个双层晶体结构具有相同的厚度,使得形成的周期排列的低折射率位点之间的距离大小相同。