[发明专利]基于NbSe2-金属多层结构的电控偏振调制器

说明书

本发明公开了基于NbSe₂‑金属多层结构的电控偏振调制器。包括衬底、设置于衬底上的NbSe₂薄膜层、设置于NbSe₂薄膜层上端面的第一电极对以及设置于衬底下端面的第二电极对；NbSe₂薄膜层由多层NbSe₂薄膜层叠组成；第一电极对由第一电极及第二电极组成，第一电极与第二电极组合形成金属环形电极；第二电极对由第三电极及第四电极组成，第三电极与第四电极组合形成金属环形电极；第一电极对及第二电极对上施加电压进行电控对电磁波进行主动调制。上述的电控偏振调制器，基于NbSe₂薄膜层制备得到电控偏振调制器，可实现对可见光波段到毫米波波段的电磁波的偏振态进行动态调制，通过金属环形电极施加外加电场可增加调制深度、使调制深度均匀，提高了对电磁波进行调制的带宽。

技术领域

本发明涉及调制元件的技术领域，尤其涉及一种基于NbSe2-金属多层结构的电控偏振调制器。

背景技术

二维层状材料具有十分优异的光学特性，一种特殊的二维材料分子组成，基于主原子链作为主轴的结构，具有明显的各向异性特性，此外基于材料的压电效应，在沿着主原子链方向施加额外偏置电压时，可以实现对主原子链的拉伸，从而实现对材料结构的主动控制，因此，通过外加电场可以实现对入射到材料上的电磁波实现偏振选择和调制。基于这一特性的二维层状材料偏振调制器得到了研究人员的广泛关注和深入研究。由于目前大多偏振调制器调制范围有限，调制带宽很窄。对于波长较短的电磁波，常用的调制器件晶体价格较贵，且调制深度不可控。而且对于长波长的电磁波，由于现有的金属网栅调制器件，其线间距尺寸固定，因此对于宽带的电磁波，偏振器件的调制深度均较小。因此，现有技术方法中调制元件对电磁波进行调制时存在调制带宽较窄的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于NbSe2-金属多层结构的电控偏振调制器，旨在解决现有技术方法中调制元件对电磁波进行调制时所存在的调制带宽较窄的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于NbSe2-金属多层结构的电控偏振调制器，其包括衬底、设置于所述衬底上的NbSe₂薄膜层、设置于所述NbSe₂薄膜层上端面的第一电极对以及设置于所述衬底下端面的第二电极对；所述NbSe₂薄膜层由多层NbSe₂薄膜层叠组成；所述第一电极对由第一电极及第二电极组成，所述第一电极与所述第二电极相对的位置处、所述第二电极与所述第一电极相对的位置处均向内凹陷，以形成金属环形电极；所述第二电极对由第三电极及第四电极组成，所述第三电极与所述第四电极相对的位置处、所述第四电极与所述第三电极相对的位置处均向内凹陷，以形成金属环形电极；所述第一电极对及所述第二电极对上施加电压进行电控，以对电磁波进行主动调制。

所述的基于NbSe₂-金属多层结构的电控偏振调制器，其中，所述NbSe₂薄膜层所包含薄膜的层数为5-9。

所述的基于NbSe₂-金属多层结构的电控偏振调制器，其中，所述NbSe₂薄膜层的厚度为12-50nm。

所述的基于NbSe₂-金属多层结构的电控偏振调制器，其中，所述NbSe₂薄膜层采用液相剥离、机械剥离或化学气相沉积法制备得到。

所述的基于NbSe₂-金属多层结构的电控偏振调制器，其中，所述第一电极对及所述第二电极对的厚度均为120-400μm。

所述的基于NbSe₂-金属多层结构的电控偏振调制器，其中，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极及所述第四电极均包含向内侧凹陷的半圆结构，所述半圆结构的直径为1.2-4mm。