[发明专利]一种基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构及制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，包括：

互不接触的至少一个第一层超表面、至少一个第二层超表面以及一第三层超表面，所述第三层超表面位于所述第一层超表面和所述第二层超表面的下方，所述第一层超表面、所述第二层超表面以及所述第三层超表面均采用由多个基本单元构成的矩形阵列结构；

绝缘体结构层，由包裹所述第一层超表面和所述第二层超表面的第一绝缘层和包裹所述第三层超表面的第二绝缘层构成，所述第一层超表面、所述第二层超表面以及所述第一绝缘层构成第一子结构，所述第三层超表面和所述第二绝缘层构成第二子结构；

分别设置在所述绝缘体结构层上表面和下表面的石墨烯结构层和衬底；

所述第一层超表面、第二层超表面的折射率大于所述第一绝缘层，所述第三层超表面的折射率大于所述第一子结构的折射率。

2.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的折射率相同。

3.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述第三层超表面与所述第二绝缘层的折射率的差值大于所述第一层超表面与所述第一绝缘层的折射率的差值；

所述第三层超表面与所述第二绝缘层的折射率的差值大于所述第二层超表面与所述第一绝缘层的折射率的差值。

4.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述石墨烯结构层由至少一个石墨烯层堆叠设置构成。

5.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述绝缘体结构层的折射率低于所述石墨烯结构层。

6.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述第一层超表面包含多个第一矩形基本单元，多个所述第一矩形基本单元组成矩形阵列，所述矩形阵列中，

每行的所述第一矩形基本单元的横向长度保持不变或至少部分递减，相邻所述第一矩形基本单元的横向间隔保持不变或至少部分递增；

每列的所述第一矩形基本单元的纵向长度保持不变或至少部分递减，相邻所述第一矩形基本单元的纵向间隔保持不变或至少部分递增。

7.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述第二层超表面包含多个第二矩形基本单元，多个所述第二矩形基本单元组成矩形阵列，所述矩形阵列中，每行的所述第二矩形基本单元的横向长度保持不变或至少部分递减，相邻所述第二矩形基本单元的横向间隔保持不变或至少部分递增；

每列的所述第二矩形基本单元的纵向长度保持不变或至少部分递减，相邻所述第二矩形基本单元的纵向间隔保持不变或至少部分递增。

8.如权利要求1所述的基于石墨烯和三层超表面的耦合器结构，其特征在于，所述第三层超表面包含多孔平行板波导，所述多孔平行板波导由多个带孔基本单元构成，多个所述带孔基本单元组成矩形阵列，所述矩形阵列中，

每行的所述带孔基本单元的横向孔长度保持不变或至少部分递增，相邻所述带孔基本单元的横向孔间隔保持不变或至少部分递减；

每列的所述带孔基本单元的纵向孔长度保持不变或至少部分递增，相邻所述带孔基本单元的纵向孔间隔保持不变或至少部分递减。