[发明专利]一种声光调制器

说明书

本发明公开了一种声光调制器，包括底座，所述底座上固定设有呈竖直筒状的润滑层，所述润滑层为中空，所述底座封盖所述润滑层的底端开口，所述润滑层的上表面设有二维材料，所述二维材料封盖所述润滑层的顶端开口，所述底座、所述润滑层和所述二维材料形成密闭的气体腔室。本发明的有益效果是：当声波传播到该结构上，声压使得二维材料在润滑层上滑移并改变二维材料和导电底座之间的距离从而实现声光调控，这种声光调制器工作频段宽，可以将次声波至频率为10GHz的超声波的声波信号转换为紫外至红外光谱范围内的光信号，响应速度高。

技术领域

本发明涉及声光技术领域，具体是一种声光调制器。

背景技术

声光调制器具有较低的驱动功率和优异的温度稳定性。但传统的声光调制器调制速度低，主要应用于打印机、激光雕刻等对调制速度要求不高的领域。传统声光调制器只能对特定频率范围内的声波和光响应较好，应用范围窄，其主要原因是传统声光调制主要利用声波的共振和光的衍射，这需要满足共振或衍射、干涉条件，只能在特定频率下发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种声光调制器，当声波传播到该结构上，声压使得二维材料在润滑层上滑移并改变二维材料和导电底座之间的距离从而实现声光调控，这种声光调制器工作频段宽，可以将次声波至频率为10GHz的超声波的声波信号转换为紫外至红外光谱范围内的光信号，响应速度高。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：包括底座，所述底座上固定设有筒状的润滑层，所述润滑层为中空，所述底座封盖所述润滑层的底端开口，所述润滑层的上表面设有二维材料，所述二维材料封盖所述润滑层的顶端开口，所述底座、所述润滑层和所述二维材料形成密闭的气体腔室。

本发明的有益效果是：当声波传播到该结构上，声压使得二维材料在润滑层上滑移并改变二维材料和导电底座之间的距离从而实现声光调控；这种声光调制器厚度极小，对波长极小的超高频声波也具有很好的相应，且不依赖膜对声波的共振，不仅仅对特定频率相应，因而其工作频段宽，可以将次声波至频率为10GHz的超声波的声波信号转换为紫外至红外光谱范围内的光信号，响应速度高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述二维材料为单层或多层石墨烯。

采用上述进一步方案的有益效果是石墨烯单位面积质量密度低，声压作用下石墨烯加速度、运动速度快，调制速度高；石墨烯气密性好，内部气压稳定，工作稳定性好；石墨烯强度大，在较强声压下也不易破裂，此外，石墨烯在紫外至红外波段吸收率变化小，工作波段宽。石墨烯很薄，吸收均匀，对光束波前影响较小。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述润滑层的外壁上环向固定设有多个辐射条。

采用上述进一步方案的有益效果是为二维材料提供支撑，由于辐射条和二维材料之间的范德瓦尔斯力提供回复力，改变辐射条的宽度和数量可以改变二维材料的回复速度，从而提高调制效率或是提高调制速度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述润滑层的材质为石墨材质。

采用上述进一步方案的有益效果是石墨特别是石墨晶体解离面和石墨烯之间存在超润滑效应，摩擦系数极小，有利于提高调制速度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述底座为表面光滑的铝材质。

采用上述进一步方案的有益效果是铝材料在紫外至红外波段都具有较高的反射率，有利于提高底座和二维材料之间光干涉，提高调制效率和工作带宽。

在上述方案的基础上，本发明还可以做如下改进。