[发明专利]一种基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器

说明书

本发明涉及一种基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器,包括衬底层,所述衬底层的上方设置有半导体层，所述半导体层的上方设置有热膨胀材料层，所述热膨胀材料层的上方设置有石墨烯层；该基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器，通过电磁波照射到石墨烯层，与石墨烯层发生共振，导致反射光谱中产生反射峰和石墨烯层表面增强电场，通过检测石墨烯层所加载的电压的变化，进行电磁波的检测；同时该基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器的半导体层可以与调控电压进行电连接，以便作为栅极，调控石墨烯层的介电常数；也可以通过改变热膨胀材料层的温度，可以改变该层的形变，从而调控石墨烯层的尺寸，进而调控石墨烯层的共振。

技术领域

本发明涉及电磁场调控的技术领域，具体涉及一种基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器。

背景技术

波束调控是人们操控电磁波的一个非常重要手段。波束调控装置对于器件应用非常重要。波束调控的范畴包含电磁波的聚焦、发散、波分复用、波束偏转、波束模式转换等等。透镜是实现对电磁波的聚焦和发散的基本器件，在光波段和微波段均有广泛的应用。波分复用、波束偏转、波束模式可以通过特殊的光栅实现。这些器件应用到的基本物理原理就是费马原理。

电磁波在介质中传播时遵循费马原理，即光波从一点传播到另一点时，沿所需时间最短的路径传播。更普适的表述为稳定相位理论，即光波沿不同路径从A点传播到B点时，沿传播路径的相位累加的一阶导数必须是零。费马原理是光学中的一条重要原理，由此原理可证明反射和折射定律，以及傍轴条件下透镜的等光程性等。同时也告诉我们，通过对光波的相位调控，可以实现对光波波束的控制，例如波束偏转，波束整形等等。

传统方法一般利用介质的时延来调控位相，电磁波在介质中传播的时延会引入对出射波的相位的改变。通过对介质厚度的分布或者传播路径的长短可以改变沿不同路径的电磁波相位分布，从而实现对波束调控的目的。例如透镜是通过设计特殊形状的玻璃来调控位相，当光通过不同位置时，由于介质厚度是位置的函数，因此时延和位相可以被精确控制，波束可以被发散，聚焦。但是电磁波在介质中传播时相位是缓变的，因此要波束调控装置的厚度一般远大于波长。

发明内容

本发明的目的是克服现有电磁波的调控方式单一，不利于检测较宽频率范围的电磁波的问题。

为此，本发明提供了一种基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器,包括衬底层,所述衬底层的上方设置有半导体层，所述半导体层的上方设置有热膨胀材料层，所述热膨胀材料层的上方设置有石墨烯层。

所述的一种基于磁电双场调控的石墨烯电磁场强度调制器，还包括柔性材料层，所述柔性材料层设置于半导体层与热膨胀材料层之间。

所述半导体层为硅或砷化镓。

所述半导体层的厚度为2μm～100μm。

所述热膨胀材料层为热膨胀性玻璃毡。

所述热膨胀材料层的厚度为1μm～1mm。

所述热膨胀材料层与石墨烯层上设置有周期性凹槽。

所述凹槽的宽度为1μm～1mm。

所述凹槽内部设置有金属颗粒。

所述金属颗粒的直径为50nm～200nm。