[实用新型]一种光控太赫兹光纤调制器

说明书

本实用新型公开了一种光控太赫兹光纤调制器，该光控太赫兹光纤调制器包括：用来传输太赫兹波的太赫兹光纤，太赫兹光纤的侧边设置抛磨区域，侧边设置有抛磨区域的太赫兹光纤端面呈“D”型；抛磨区域上设置具有微纳结构的超材料，超材料上设置石墨烯，形成作为光调制结构的石墨烯‑超材料结构。本实用新型采用侧边抛磨太赫兹光纤结构，能有效降低太赫兹波在自由空间中的损耗，增大石墨烯与太赫兹波倏逝场的接触面积，提高了调制效率。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹波调制技术领域，具体涉及一种光控太赫兹光纤调制器。

背景技术

太赫兹波是指频率范围位于0.1～10THz之间的一段电磁波，它的波长在3mm～30um范围。在电磁波谱中，太赫兹波位于微波与远红外辐射之间。由于微波频率是电子学频率的上限，远红外辐射频率是光学频率的下限，因而也可以说太赫兹波位于电子学和光学波长范围之间。太赫兹科学是跨越了宏观电子学与微观光子学的一门新兴交叉学科，衔接了宏观经典电磁波理论和微观量子理论。由于太赫兹覆盖了包括凝聚态物质和生物大分子在内的各种振动的特征谱线，非常适合于鉴别物质的结构于种类；同时太赫兹波的光子能量较低，不会破坏生物组织，可应用于生物活体检测。正是由于太赫兹波在电磁波谱中位置特殊、性能优越，太赫兹技术在电子、信息、通信、生命、航天、国家安全等研究领域都具有重要的学术价值和巨大的应用前景。

在太赫兹技术当中一种重要的技术就是太赫兹振幅调控。太赫兹波想要进一步发展，优异的高速太赫兹调控技术显得尤为重要。太赫兹幅度调制技术可以分为：电控调制技术、光控调制技术、温控调制技术和磁控调制技术等。而光控调制技术可以避免电控技术中的寄生阻抗影响，为实现快速调制提供了新的思路，应用潜力巨大。常规光控石墨烯太赫兹幅度调制器即采用空间光调制方式，在半导体基底上集成石墨烯，太赫兹波和泵浦光(可见光或近红外光)以垂直于石墨烯的方式入射，半导体材料产生光生载流子，进而对太赫兹波吸收，最终实现对太赫兹光的调制。但目前常规石墨烯光控太赫兹光纤调制器具有如下几个问题：(1)太赫兹光和外泵浦光直接垂直照射调制器，需要的光功率较高；(2)垂直入射光与物质相互作用长度短，限制了调制深度的提升；(3)电控方式受到大电阻电容时间常数影响；(4)太赫兹光在自由空间中调制，然而太赫兹光在自由空间中传输会被空气中的水分子强烈吸收，太赫兹波的损耗较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种光控太赫兹光纤调制器，以解决传统光控太赫兹光纤调制器调制深度低、调制速度低和自由空间调制致使太赫兹波损耗高的问题。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种光控太赫兹光纤调制器，包括：用来传输太赫兹波的太赫兹光纤，太赫兹光纤的侧边设置抛磨区域，侧边设置有抛磨区域的太赫兹光纤端面呈“D”型；抛磨区域上设置光调制结构。

优选地，抛磨区域上设置具有微纳结构的超材料，超材料上设置石墨烯，形成作为光调制结构的石墨烯-超材料结构。

优选地，超材料为金属材料或者半导体材料，超材料的厚度为100～1000nm。

优选地，抛磨区域的深度为30～600um，抛磨区域的长度为5～30mm。

优选地，超材料为图形化阵列排列的周期性结构，图形为条带柱、方形柱、圆柱、环形柱的任意一种。

优选地，石墨烯为单层或N层，N1。

优选地，太赫兹光纤直径为100～2000um，太赫兹光纤的材料为环烯烃聚合物，太赫兹光纤的中间区域是空气孔。

本实用新型相对于现有技术具有如下优点：