[发明专利]基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器

权利要求书

1.基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：包括等效表面等离激元波导(3)，所述的等效表面等离激元波导(3)的两侧与对称设置的微带线信号转换过渡部分(2)的一端分别相连，所述的微带线信号转换过渡部分(2)的另一端均与对称设置的微带线信号传输部分(1)分别相连；其中，在所述的等效表面等离激元波导(3)的介质层中由上而下依次设置配合使用的等周期排列且宽度为波导宽度的金属丝(6)和介质基板挖空部分(7)；其中，在所述的金属丝(6)上覆盖石墨烯三明治结构(4)。

2.根据权利要求1所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的微带线信号传输部分(1)、微带线信号转换过渡部分(2)和等效表面等离激元波导(3)均分别包括依次叠合设置的顶层金属导带层(17)、介质层和底层全覆盖金属层(20)。

3.根据权利要求2所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的顶层金属导带层(17)包括设置在微带线信号传输部分(1)上的矩形金属导带(8)、设置在微带线信号转换过渡部分(2)上的梯形金属导带(9)上和设置在等效表面等离激元集成波导上的全覆盖金属地(10)。

4.根据权利要求2所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的介质层包括依次叠合设置的第一介质基板(18)、第二介质基板(11)和中间挖空的介质基板(19)，其中，设置在所述的中间挖空的介质基板(19)的介质基板挖空部分(7)位于等效表面等离激元波导(3)内。

5.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的金属化过孔(5)等周期排列在介质层的两侧且排列覆的范围涵盖等效表面等离激元波导(3)；所述的石墨烯三明治结构(4)设置在第一介质基板(18)和第二介质基板(11)之间；所述的金属丝(6)等周期排列且宽度为波导宽度，所述的金属丝(6)设置在第二介质基板(11)和中间挖空的介质基板(19)之间，所述的金属丝(6)排列覆盖的范围为介质基板挖空部分(7)。

6.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的石墨烯三明治结构(4)包括相互连接的矩形石墨烯(13)和用于外接馈电的L型石墨烯(12)；所述的矩形石墨烯(13)设置在等效表面等离激元波导(3)内且位于介质基板挖空部分(7)的正上方；所述的L型石墨烯(12)设置在微带线信号转换过渡部分(2)内。

7.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的第一介质基板(18)、第二介质基板(11)和中间挖空的介质基板(19)的厚度和介质基板挖空部分(7)宽度由介质的有效介电常数和麦克斯韦电磁方程计算得到。

8.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：利用商用软件CST对所设计的模型进行建模得到金属化过孔(5)的周期、直径和高度；金属导带(9)的宽度线性变换范围和长度；石墨烯三明治(4)的长度和宽度、方阻值。

9.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的第一介质基板(18)、第二介质基板(11)和中间挖空的介质基板(19)采用的是相对介电常数为3.48的Rogers RO4350B材料，顶层金属导带层(17)和底层全覆盖金属层(20)的材料均为铜。

10.根据权利要求4所述的基于等效表面等离激元的动态可调石墨烯衰减器，其特征在于：所述的石墨烯三明治结构(4)包括一层浸透了离子液的隔膜纸(15)，在隔膜纸(15)上下表面对称设置聚氯乙烯层(16)，在聚氯乙烯层(16)和隔膜纸(15)之间均设置单层石墨烯(14)，单层石墨烯(14)被转移到了聚氯乙烯层(16)上。