基于气溶胶喷墨打印的太赫兹超材料结构仿真与制备研究

朱超挺 徐步光 张远明 张鑫明 朱雪岩

（1、宁波蓝野医疗器械有限公司，浙江 宁波315100 2、中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江 宁波315100）

1 概述

具有理想电磁响应的人造材料称为超材料（metamaterials）。其通常由周期性亚波长结构组成。通过重复图案（即单胞）的几何形状、线宽大小和开口方向来调控材料与电磁波的相互作用。这为光与物质的相互作用和电磁波的高级操纵开辟了新的可能性。通过超材料的设计和制备有望实现一些非凡的光学现象，如负折射率、完美聚焦和隐形隐身等[1-4]。

目前，研究人员设计研究了各种具有不同功能的太赫兹超材料器件，如窄频带和宽频带光纤[5-7]、调制器[8-10]以及传感器[11-13]。可以预期，太赫兹超材料器件用于检查、安全应用和成像的未来市场前景广阔。

然而，上述太赫兹超材料器件的制备技术强烈依赖于传统的光刻技术。虽然光刻技术所制备的图像精度较高，但针对不同尺寸的单胞结构需要重新定制光刻模板，且光刻胶本身污染严重，制备过程需要严苛的制备环境。因此，急需一种快速和低成本的太赫兹超材料制备方法来满足相应领域的快速发展。

增材制造（Additive manufacturing，AM）在制备太赫兹组件方面被认为是传统方法的替代品。AM的优点包括快速成型、三维打印、低材料损耗、低危险废物产生以及可在平面和非平面结构上制造多种组件。常用的AM技术包括工艺熔融沉积制造(FDM)、立体光固化成型(SLA)、数字光投影技术（DLP）、喷墨打印（IJP）和气溶胶喷射打印（AJP）等。……