[发明专利]石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，该光学调制器制作在衬底(10)上，其特征在于：该光学调制器包括双层石墨烯铌酸锂光波导、第一电极(301)、第二电极(302)、光输入端和光输出端，所述双层石墨烯铌酸锂光波导包括从下往上依次排列的第一石墨烯层(201)、铌酸锂平板波导(202)、第二石墨烯层(203)、折射率为2.2～4.2的第一高折射率材料层(204)；光输入端和光输出端沿平行于衬底(10)的第一方向(I)分布，第一方向(I)上具有相对设置的两端，其中的一端与光输入端相连接，另一端与光输出端相连接；在平行于衬底(10)且垂直于第一方向(I)的第二方向(II)上，第一石墨烯层(201)的一端延伸至与衬底(10)的边缘平齐，平齐处镶嵌有第一电极(301)；第二石墨烯层(203)相对的一端延伸至与衬底(10)另一侧的边缘平齐，平齐处镶嵌有第二电极(302)；

所述双层石墨烯铌酸锂光波导还包括折射率为2.2～4.2的第二高折射率材料层(205)，第二高折射率材料层(205)位于衬底(10)与第一石墨烯层(201)之间。

2.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述第一高折射率材料层(204)、第二高折射率材料层(205)的材料为砷化镓、锗或硅。

3.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述第一高折射率材料层(204)的厚度为100～1000nm，第二高折射率材料层(205)的厚度为20～1000nm；第一高折射率材料层(204)在第二方向(II)上的宽度为150～800nm，第二高折射率材料层(205)在第二方向(II)上的宽度为300～3000nm。

4.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述铌酸锂平板波导(202)的厚度为20～600nm，宽度为300～3000nm，铌酸锂平板波导(202)的宽度和第二高折射率材料层(205)在第二方向(II)上的宽度相同或不同。

5.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述第一石墨烯层(201)、第二石墨烯层(203)中的石墨烯为单层或者多层石墨烯；所述第一石墨烯层(201)、第二石墨烯层(203)的厚度为0.35～3.5nm，第一石墨烯层(201)、第二石墨烯层(203)的厚度相同或者不相同，第一石墨烯层(201)、第二石墨烯层(203)在第二方向(II)上的宽度为800～3000nm。

6.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述第一高折射率材料层(204)与第一电极(301)之间的距离为500～3000nm，第一高折射率材料层(204)与第二电极(302)之间的距离为500～3000nm。

7.如权利要求1所述的石墨烯铌酸锂多层结构混合集成光学调制器，其特征在于：所述第一电极(301)、第二电极(302)的材质为金、银、铝、钛、铬、镍或铜。