一种高透射率亚毫米波窗口及其图案化设计方法

本发明涉及亚毫米波天文探测、通信系统，尤其是涉及一种高透射率亚毫米波窗口及其图案化设计方法。

背景技术：

1、亚毫米波天文探测是近年来的一大热点，在观测宇宙中的恒星形成、星系演化、黑洞和星系团等方面都有重要意义。在亚毫米波段工作的天文望远镜接收机大多使用低温(4k)探测器，接收机放置在低温杜瓦内以维持低温及真空环境，需要一个对亚毫米波具有高透射率的真空窗口，使得射频信号能够进入低温杜瓦，经过准光学光路，最终耦合到探测器元件。窗口作为射频信号入射的唯一通道，要求其对亚毫米波具有高透射率、高机械强度、耐低温和隔绝氦气和空气等特性。

2、目前，大多数亚毫米波望远镜窗口采用平滑设计，透射效率有限且反射损失较多。我们的创新在于图案化窗口设计，显著提升透射率并减少反射，使观测更为明亮清晰。相较于传统窗口，图案化设计更适应复杂观测需求，是亚毫米波观测技术的一大进步。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高透射率亚毫米波窗口及其图案化设计方法，减小窗口反射损耗并增大透射率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，包括以下步骤：

4、s1：选用hdpe板材作为基体材料；

5、s2：根据设计要求，在hdpe基体材料上精密铣削出上凸或下凹图案，以其独特的结构特点，从而在亚毫米波段提升透射率；

6、s3：对制备完成的图案化窗口进行全面检查，并测试其透射性能，确保满足设计要求。

7、进一步的，s2中，通过高精度的铣床和刀具铣削出特定的上凸或下凹图案，确保图案的尺寸精度和位置准确度。严格控制刀具的进给速度和切削深度，以确保每个图案的尺寸和位置精确无误。

8、进一步的，s2中，所述上凸、下凹图案的直径、深度和排列方式均经过精确计算和优化，以适应亚毫米波波段的波长和传播特性。上凸、下凹图案的直径、深度和排列方式可根据具体应用场景和需求进行灵活调整，以满足不同频率范围、透射率要求及机械强度等性能需求。

9、进一步的，s2中，所述上凸、下凹图案均包括：圆形、方形、三角、尖角。

10、进一步的，s1中，选用5mm厚的hdpe板材作为基体材料。

11、进一步的，s3中，使用太赫兹时域光谱仪测试图案化窗口透射性能。

12、进一步的，s2中，当所述下凹图案为圆柱形下凹图案时，半径为0.5mm，深度为2mm，图案间距为1.25mm。用于在75ghz-110ghz频段内实现高达90％以上的透射率。

13、本发明还提供一种图案化设计方法制备得到的高透射率亚毫米波窗口，包括hdpe基体，所述hdpe基体上铣削加工有上凸或下凹图案，在亚毫米波段具有高透射率，并且具有高机械强度、耐低温和隔绝氦气和空气特性。

14、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

15、本发明提出的图案化设计方法提高了亚毫米波窗口的透射率。通过独特的结构特点，结合精密的铣削工艺在hdpe基材上精确铣削出图案，本方法有效降低了反射损耗，实现亚毫米波段频段内高达90％的透射率，相比传统平滑设计的hdpe窗口性能得到提高。不仅提高了探测效率和测量准确性，更推动了亚毫米波探测技术向前发展，为相关领域的研究和应用提供了强有力的技术支持。

1.一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，通过铣床和刀具铣削出特定的上凸或下凹图案，确保图案的尺寸精度和位置准确度。

3.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，所述上凸、下凹图案的直径、深度和排列方式均经过精确计算和优化，以适应亚毫米波波段的波长和传播特性。

4.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，所述上凸、下凹图案均包括：圆形、方形、三角、尖角。

5.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s1中，选用5mm厚的hdpe板材作为基体材料。

6.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s3中，使用太赫兹时域光谱仪测试图案化窗口透射性能。

7.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，当所述下凹图案为圆柱形下凹图案时，半径为0.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，当所述下凹图案为圆柱形下凹图案时，深度为2mm。

9.根据权利要求1所述的一种高透射率亚毫米波窗口的图案化设计方法，其特征在于，s2中，当所述下凹图案为圆柱形下凹图案时，图案间距为1.25mm。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的图案化设计方法制备得到的高透射率亚毫米波窗口，其特征在于，包括hdpe基体，所述hdpe基体上铣削加工有上凸或下凹图案，在亚毫米波段具有高透射率，并且具有高机械强度、耐低温和隔绝氦气和空气特性。