[发明专利]一种基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器及制作方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器，其特征在于，包括第一石墨烯纳米带层（1）、第二石墨烯纳米带层（2）、绝缘体包层（3）、多模脊状波导（4）、第一电极对（5）、第二电极对（6）、第三电极对（7）、绝缘层（8）和衬底层（9）；所述的多模脊状波导（4）支持两种横电模（TE）同时传输，两种横电模（TE）包括TE₀模与TE₁模；所述第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）集成于多模脊状波导（4）的上方，多模脊状波导（4）中传播的光通过倏逝场与第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）发生相互作用；通过调整第一石墨烯纳米带层（1）、第二石墨烯纳米带层（2）的几何尺寸和位置，使第一石墨烯纳米带层（1）与TE₁模相互作用，第二石墨烯纳米带层（2）与TE₀模相互作用；所述的绝缘体包层（3）用于实现多模脊状波导（4）与第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）的电隔离；所述第一电极对（5）与第一石墨烯纳米带层（1）相连，所述第二电极对（6）与第二石墨烯纳米带层（2）相连，通过在第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）上施加电压，调节第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）的费米能级，使第一石墨烯纳米带层（1）、第二石墨烯纳米带层（2）与多模脊状波导（4）中的不同空间模式之间的相互作用发生改变，实现对不同模式的同时调制；所述第三电极对（7）与多模脊状波导（4）相连，用于为石墨烯提供背栅电压；绝缘层（8）和衬底层（9）依次设置于多模脊状波导（4）的下方。

2.根据权利要求1所述基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器，其特征在于，所述多模脊状波导（4）的材料是由硅、锗、硅锗混合物、磷化铟或砷化镓其中的一种构成。

3.根据权利要求1所述基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器，其特征在于，所述第一石墨烯纳米带层（1）和第二石墨烯纳米带层（2）是单层石墨烯或两层以上石墨烯。

4.根据权利要求1所述基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器，其特征在于，所述多模电光调制器为马赫-曾德尔干涉结构或微环谐振腔结构。