[发明专利]石墨烯光子晶体太赫兹放大器

摘要

本发明公开了一种石墨烯光子晶体太赫兹放大器装置及其调控方法。本发明利用在特定温度和偏压下石墨烯的电导率在太赫兹波段为负值的特点，将石墨烯作为太赫兹波增益介质，采用周期性的“石墨烯‑单晶硅层”一维光子晶体结构实现太赫兹放大器的功能。器件通过在周期性排列的石墨烯上交替引入正、负电极，来施加不同偏压，实现了太赫兹波放大和工作频率的主动调控。该器件将一维光子晶体结构与石墨烯的太赫兹增益特性结合起来，通过多个石墨烯的级联以及一维光子晶体结构的光子带隙、慢光增强、F‑P效应和模式竞争效应，有效地提高了在单一传输模式上太赫兹波的增益放大系数和Q值，实现了高增益、高Q值的单频太赫兹波输出。该器件工作在1‑2THz，工作频率可随工作电压调谐，最大输出增益超过30dB，Q值超过50，是一种大幅面高性能太赫兹放大器。

主权项

一种石墨烯光子晶体太赫兹放大器，其特征在于包括石墨烯(1)、单晶硅层(2)、正电极(3)、负电极(4)，其中石墨烯(1)和单晶硅层(2)交替排列形成周期性“石墨烯‑单晶硅”的一维光子晶体结构，并在周期性排列的石墨烯上交替布置正电极(3)和负电极(4)。