一种超宽带太赫兹布鲁斯特真空窗及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106154396A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201610520137.9(22)申请日2016.07.05(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号(72)发明人杜朝海姬晓黄斌刘濮鲲(74)专利代理机构北京万象新悦知识产权代理事务所(普通合伙)11360代理人王岩(51)Int.Cl.G02B6/00(2006.01)G02B7/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种超宽带太赫兹布鲁斯特真空窗及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种超宽带太赫兹布鲁斯特真空窗及其制备方法。本发明采用窗片支撑架，窗片支撑架具有椭圆底面和圆形凹槽，通过椭圆底面焊接圆柱波导的椭圆切面，并通过圆形凹槽焊接圆形窗片，从而将电磁波从圆柱波导传播至圆形窗片；圆形窗片在焊接时应力分布相对均匀，与窗片支撑架焊接时可以减少应力的影响，避免开裂；窗片支撑架具有矩形通孔，在满足波的通过条件时能够减小应力的影响，对于焊接的成功率有较大提高；并且各个结构连接采用焊接，以满足密封的真空要求；圆形窗片的厚度满足反射波与再次折射波相互抵消，增加透射效率；本发明可实现电磁波在太赫兹波段的超宽带传输，且具有良好的真空密封性能；具有易加工、价格便宜的优势。CN106154396ACN106154396A权利要求书1/2页1.一种布鲁斯特真空窗，其特征在于，所述布鲁斯特真空窗包括：法兰、圆柱波导、窗片支撑架、圆形窗片；其中，所述圆柱波导的一端为圆端口，另一端以布鲁斯特角切割，形成椭圆切面；所述圆柱波导的圆端口焊接在法兰上，法兰与圆柱波导真空密封；在圆柱波导的椭圆切面上焊接窗片支撑架；在窗片支撑架上焊接圆形窗片；所述窗片支撑架包括椭圆底面、圆形凹槽以及通孔；所述椭圆底面为平板状，外边缘与圆柱波导的椭圆切面的形状一致，窗片支撑架通过椭圆底面焊接在圆柱波导的椭圆切面上；在椭圆底面上设置圆形凹槽，二者中心重合，圆形凹槽的直径大于椭圆底面的短轴，圆形窗片焊接在圆形凹槽中；在椭圆底面和圆形凹槽的中心设置同心且形状相同的矩形通孔，圆柱波导内传输的电磁波通过矩形通孔进入圆形窗片；电磁波入射至圆形窗片，入射波在圆形窗片的入射面发生反射和折射，第一路径在入射面发生反射，第二路径在入射面发生折射至透射面，在透射面反射后至入射面再次发生折射，与第一路径的反射光重合，圆形窗片的厚度满足第一路径在入射面的反射波与第二路径在入射面再次折射的折射波相互抵消。2.如权利要求1所述的布鲁斯特真空窗，其特征在于，所述圆柱波导、窗片支撑架和圆形窗片共轴。3.如权利要求1所述的布鲁斯特真空窗，其特征在于，所述圆柱波导的材料与窗片支撑架的材料相同，为可伐合金。4.如权利要求1所述的布鲁斯特真空窗，其特征在于，所述矩形通孔的长边在5λ～58λ之间，长边在5λ～31λ之间。5.如权利要求1所述的布鲁斯特真空窗，其特征在于，所述圆形窗片的厚度d满足：其中，k为任意正整数，λ为波长，εr为圆形窗片的相对介电常数，θB为布鲁斯特角。6.一种布鲁斯特真空窗的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)用退火后的板料加工一体成形的窗片支撑架，窗片支撑架包括椭圆底面、圆形凹槽以及通孔；2)将窗片支撑架的椭圆底面焊接在圆柱波导的椭圆切面上，然后捡漏，直至满足密封要求，再进行步骤3)；3)将圆形窗片焊接在窗片支撑架的圆形凹槽中，然后检漏，直至满足密封要求，再进行步骤4)；4)将圆柱波导的圆端口焊接在法兰上，然后捡漏，直至满足密封要求。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，采用钎焊将窗片支撑架的椭圆底面焊接在圆柱波导的椭圆切面上。8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，采用钎焊将圆形窗片焊接在窗片支撑架上。9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，采用钎焊或熔焊将圆柱波导的圆端口焊接在法兰上。10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤3)中，圆形窗片的厚度d满足：2CN106154396A权利要求书2/2页其中，k为任意正整数，λ为波长，εr为圆形窗片的相对介电常数，θB为布鲁斯特角。3CN106154396A说明书1/5页一种超宽带太赫兹布鲁斯特真空窗及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及宽带真空输出窗领域，具体涉及一种超宽带太赫兹布鲁斯特真空窗及其制备方法。背景技术[0002]自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角。反射光与反射光路径在同一平面上(称为入射平面)，而平行于此平面的偏振光为P