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数字光处理3D打印W波段梯度折射率陶瓷超构透镜
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摘要:
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本文系统介绍了一种基于数字光处理(DLP)3D打印技术制造梯度折射率(GRIN)陶瓷超构透镜的方法。针对DLP陶瓷打印过程中,浆料内陶瓷颗粒引发的紫外光散射问题,通过优化浆料配方并结合尺寸补偿设计策略,有效克服了散射效应对成形精度的影响,实现了高保真度陶瓷超构透镜制造。基于几何光学理论与S参数反演法,设计并实现了由Y形和圆形孔两种亚波长结构单元构成的梯度折射率超构透镜,其最小特征尺寸为160 μm。测试结果表明,所制备的陶瓷超构透镜在W波段(75-110 GHz)范围内实现了最高18.4 dBi的增益提升,波束偏转角可达±30°,相对带宽达到37.84%。本研究通过浆料组分与打印参数的精细调控,成功制备出具有高增益、宽带宽及优异波束调控能力的梯度折射率陶瓷超构透镜,为其在卫星通信、雷达系统及其他高频技术领域的应用奠定了基础。
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