[发明专利]一种基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器及制作方法

摘要

本发明公开一种基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器及制作方法。调制器包括第一石墨烯纳米带层、第二石墨烯纳米带层、绝缘体包层、多模脊状波导、第一电极对、第二电极对、第三电极对、绝缘层和衬底层；多模脊状波导支持两种横电模(TE)即TE0模与TE1模同时传输；第一石墨烯纳米带层和第二石墨烯纳米带层集成于多模脊状波导的上方；所述的绝缘体包层用于实现多模脊状波导与第一石墨烯纳米带层和第二石墨烯纳米带层的电隔离；所述第一电极对与第一石墨烯纳米带层相连，第二电极对与第二石墨烯纳米带层相连。第三电极对与多模脊状波导相连，用于为石墨烯提供背栅电压。

主权项

1.一种基于石墨烯的波导集成的多模电光调制器，其特征在于，包括第一石墨烯纳米带层(1)、第二石墨烯纳米带层(2)、绝缘体包层(3)、多模脊状波导(4)、第一电极对(5)、第二电极对(6)、第三电极对(7)、绝缘层(8)和衬底层(9)；所述的多模脊状波导(4)支持两种横电模(TE)同时传输，两种横电模(TE)包括TE₀模与TE₁模；所述第一石墨烯纳米带层(1)和第二石墨烯纳米带层(2)集成于多模脊状波导(4)的上方，多模脊状波导(4)中传播的光通过倏逝场与第一石墨烯纳米带层(1)和第二石墨烯纳米带层(2)发生相互作用；通过调整第一石墨烯纳米带层(1)、第二石墨烯纳米带层(2)的几何尺寸和位置，使第一石墨烯纳米带层(1)与TE₁模相互作用，第二石墨烯纳米带层(2)与TE₀模相互作用；所述的绝缘体包层(3)用于实现多模脊状波导(4)与第一石墨烯纳米带层(1)和第二石墨烯纳米带层(2)的电隔离；所述第一电极对(5)与第一石墨烯纳米带层(1)相连，所述第二电极对(6)与第二石墨烯纳米带层(2)相连，通过在第一石墨烯纳米带层(1)和第二石墨烯纳米带层(2)上施加电压，调节第一石墨烯纳米带层(1)和第二石墨烯纳米带层(2)的费米能级，使第一石墨烯纳米带层(1)、第二石墨烯纳米带层(2)与多模脊状波导(4)中的不同空间模式之间的相互作用发生改变，实现对不同模式的同时调制；所述第三电极对(7)与多模脊状波导(4)相连，用于为石墨烯提供背栅电压；绝缘层(8)和衬底层(9)依次设置于多模脊状波导(4)的下方。