[发明专利]一种新型石墨烯光调制器结构设计

权利要求书

1.一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：该结构包括衬底层(1)，人工超材料波导层(2)，双层石墨烯层(3)，超薄光波导层(4)，低折射率盖层(5)，第一电极(6)和第二电极(7)；所述结构的人工超材料波导层(2)掩埋于衬底层(1)中，双层石墨烯层(3)位于人工超材料波导层(2)上方，超薄光波导层(4)位于双层石墨烯层(3)上方，低折射率盖层(5)覆盖于超薄光波导层(4)的上方；所述双层石墨烯层(3)依次由第一电介质填充层(31)，第一石墨烯层(32)，第二电介质填充层(33)，第二石墨烯层(34)和第三电介质填充层(35)构成；所述第一电极(6)沉积在第二石墨烯层(34)延伸部分的上端面上；所述第二电极(7)沉积在第一石墨烯层上(32)延伸部分的上端面上；所述人工超材料波导层(2)由一组高折射率波导(21)和低折射率波导(22)交替构成。

2.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述高折射率波导(21)包括：均匀高折射率波导和非均匀高折射率波导；所述低折射率波导(22)包括：均匀低折射率波导和非均匀低折射率波导；所述均匀高折射率波导的高折射率波导宽度一致；所述非均匀高折射率波导的高折射率波导宽度不一致；所述均匀低折射率波导的低折射率波导宽度一致；所述非均匀低折射率波导的低折射率波导宽度不一致。

3.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述高折射率波导(21)和低折射率波导(22)的厚度与人工超材料波导层(2)的厚度一致；所述人工超材料波导层(2)的厚度为120nm；所述高折射率波导(21)的材料是硅、锗、氮化硅；所述低折射率波导(22)的材料是二氧化硅或者空气。

4.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述超薄光波导层(4)通过双层石墨烯层(3)与人工超材料波导层(2)隔离；所述超薄光波导层(6)的材料是硅、锗、氮化硅；所述超薄光波导层的厚度为120nm。

5.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述第一石墨烯层(32)与第二石墨烯层(34)的间距即第二电介质填充层(33)的厚度为10nm；所述第一电介质填充层(31)，第二电介质填充层(33)和第三电介质填充层(35)均有绝艳材料构成；绝缘材料为Al₂O₃或hBN材料。

6.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述低折射率盖层(5)覆盖于超薄光波导层(4)；低折射率盖层(5)波导材料是二氧化硅或者空气。

7.据权利要求1所述一种新型石墨烯光调制器结构，其特征在于：所述第一电极(6)和第二电极(7)的材料为金、铂或钯。