偏振圖像可提供諸如陰影和表面形貌的信息，但目前的紅外偏振器主要由昂貴且易碎的陶瓷制成，且其擁有的納米光柵通常需通過耗時(shí)且成本高昂的干涉光刻法制造而成。近日，韓國(guó)科學(xué)家基于富硫聚合物，研制出一款高靈敏度基偏振器，不僅成本低廉且制造方法簡(jiǎn)單，相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《先進(jìn)材料》雜志。

通過“逆硫化”合成的富硫聚合物因在紅外區(qū)域固有的高透射率而成為紅外光學(xué)器件的合適候選材料，受到廣泛關(guān)注。富硫聚合物主要由基于元素硫的主鏈組成，石油精煉過程中每年會(huì)產(chǎn)生700萬噸硫磺，因此這種富硫聚合物可大規(guī)模生產(chǎn)。

與常規(guī)紅外材料不同，富硫聚合物可溶解在有機(jī)溶劑中，這意味著其可應(yīng)用于基于溶液的旋涂方法。此外，富硫聚合物擁有的粘滯彈性和動(dòng)態(tài)共價(jià)二硫鍵使其可被熱納米壓印光刻（熱NIL）技術(shù)模塑成不同的納米結(jié)構(gòu)。

而且，基于富硫聚合物制造而成的偏振器，也能擁有雙層結(jié)構(gòu)，可通過以下3個(gè)步驟獲得：旋涂富硫聚合物溶液、在旋涂的富硫聚合物基膜上使用熱NIL工藝，以及在納米光柵上進(jìn)行金屬沉積。由此得到的富硫聚合物基偏振器由自對(duì)準(zhǔn)雙層金屬光柵和間隔層（用作光學(xué)腔）組成。

基于上述方法，韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)研究人員制作了一種高靈敏度的富硫聚合物基偏振器。研究者微調(diào)了熱NIL條件，以高質(zhì)量復(fù)制設(shè)計(jì)納米光柵，并研究了間隔層的厚度，以最大化所有中波紅外區(qū)域的透射。通過數(shù)值模擬設(shè)計(jì)，并考慮到光學(xué)性能和制造難度，該偏振器的節(jié)距為400納米，經(jīng)由包括溫度、壓力和時(shí)間在內(nèi)的熱NIL條件的系統(tǒng)研究，獲得了面積為1平方厘米的高保真納米光柵。

審核編輯 ：李倩