[发明专利]石墨烯超窄带电光调制器

说明书

本发明公开了一种石墨烯超窄带电光调制器，包括：平行设置的上反射镜和下反射镜；设置于支撑密闭层上反射镜和下反射镜之间的一对支撑密闭层；由支撑密闭层上反射镜、下反射镜及支撑密闭层形成的内部真空的光学微腔；及多层薄膜复合结构，平行设置于支撑密闭层反射镜和下反射镜间，将支撑密闭层光学微腔隔开为上微腔和下微腔，且支撑密闭层上微腔和下微腔中填充有金属饱和蒸汽。其制备出来的光电调制器可在较小的电场下有效的对特定波长范围内的光进行调制，有效降低电光调制的功耗和成本，同时还可以实现滤波功能，提高光电调制器的集成度和扩展其应用范围，如应用于复杂光学环境、强背景光环境中如自由空间光通信光调制。

技术领域

本发明涉及一种超窄带电光调制器，尤其涉及一种低功耗超窄带石墨烯电光调制结构，属于电光调制技术领域。

背景技术

光调制器在光通信、光学快速成像等方面具有重要的应用。光调制器可以通过利用机械调制、电光调制、声光调制、磁光调制等实现。电光调制器调制速度最快，结构简单容易制造，易于与电子回路集成。但是，在传统的电光调制器中主要通过外加电场来调控非线性光学材料的介电常数，功耗较大，调制速度比较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯超窄带电光调制器，有效解决现有技术中电光调制器功耗大、调制速度慢的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种石墨烯超窄带电光调制器，包括：

平行设置的上反射镜和下反射镜；

设置于所述上反射镜和下反射镜之间的一对支撑密闭层；

由所述上反射镜、下反射镜及支撑密闭层形成的内部真空的光学微腔；

多层薄膜复合结构，平行设置于所述反射镜和下反射镜间，将所述光学微腔隔开为上微腔和下微腔，且所述上微腔和下微腔中填充有金属饱和蒸汽。

进一步优选地，所述金属饱和蒸汽为铷原子饱和蒸汽或铯原子饱和蒸汽。

进一步优选地，所述多层薄膜复合结构由石墨烯层、绝缘层及石墨烯层组成，或所述多层薄膜复合结构由多周期石墨烯层和绝缘层组成，且在最后一周期的绝缘层另一侧设置石墨烯层。

进一步优选地，所述绝缘层由氮化硼或二氧化硅构成。

进一步优选地，所述多层薄膜复合结构中包括的石墨烯层由空穴掺杂和电子掺杂间隔设置。

进一步优选地，所述上反射镜/下反射镜为由多层介质布拉格反射镜或金属薄膜构成的背反射镜。

进一步优选地，所述多层介质布拉格反射镜由两种介质交替构成，折射率分别为n₁和n₂，两种介质的厚度分别为λ₀/(4n₁)和λ₀/(4n₂)，其中λ₀为特征波长，由金属原子蒸汽中心跃迁波长和入射光角度决定。

在本发明提供的石墨烯超窄带电光调制器中，采用微腔技术和石墨烯调制技术进行制备，制作简单，调控率高。其制备出来的电光调制器可在较小的电场下有效的对特定波长范围内的光进行调制(调制光波频率范围小于1GHz)，有效降低电光调制的功耗和成本，同时还可以实现滤波功能，提高电光调制器的集成度和扩展其应用范围，如应用于复杂光学环境、强背景光环境中如自由空间光通信光调制。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中石墨烯超窄带电光调制器一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明中石墨烯超窄带电光调制器另一种实施方式的结构示意图；