[实用新型]一种基于石墨烯的混杂等离激元波导结构

说明书

本实用新型提供了一种基于石墨烯的混杂等离激元波导结构，包括：第一波导结构和第二波导结构，第一波导结构位于第二波导结构的上方；第二波导结构包括位于下层的第一电介质和平铺在第一电介质上的石墨烯；第一波导结构包括位于石墨烯之上的第二电介质130和放置在第二电介质上的第三电介质；第一电介质和第二电介质的折射率n的取值范围为1≤n≤2；第三电介质的折射率n2。本结构可以在太赫兹波段进行模式束缚，且利用石墨烯产生等离激元，使其模式可调。

技术领域

本实用新型涉及波导结构技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯的混杂等离激元波导结构。

背景技术

传统的混杂等离激元波导主要是基于金属产生等离激元模式，但是基于金属产生的等离激元模式不可调，并且基于金属的混杂等离激元波导的研究主要集中在通信波段，其在太赫兹波段的模式束缚性较差。

传统的电介质加载的石墨烯等离激元波导、石墨烯多层结构波导以及石墨烯脊型等离激元波导，虽然利用了石墨烯的可调特性，能够实现模式的动态可调，但是其模式束缚能力依然较差。

因此，亟需一种可以实现模式的动态可调且模式束缚能力强的波导结构。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种基于石墨烯的混杂等离激元波导结构，以解决现有技术问题中存在的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型提供了如下方案：

一种基于石墨烯的混杂等离激元波导结构，包括：第一波导结构和第二波导结构，所述的第一波导结构位于所述第二波导结构的上方；

所述第二波导结构包括位于下层的第一电介质110和平铺在所述第一电介质上的石墨烯120；

所述第一波导结构包括位于所述石墨烯120之上的第二电介质130和放置在所述第二电介质130上的第三电介质140；

所述的第一电介质110和第二电介质130的折射率n的取值范围为1≤n≤2；所述的第三电介质140的折射率n2。

优选地，第二电介质130的端面上的横向宽度和第三电介质140的端面上的横向宽度均小于30μm，所述第二电介质130的端面上的纵向宽度小于7μm。

优选地，第三电介质140为椭圆柱结构，所述椭圆柱的长度大于0且小于等于1cm。

优选地，椭圆柱结构的端面上的长轴或短轴为水平方向，且所述的石墨烯平面和所述第二电介质130的上表面均为水平面。

优选地，椭圆柱结构的端面上的竖直方向为短轴，水平方向为长轴，长轴与短轴比例为5:3。

优选地，短轴为12μm，长轴20μm。

优选地，第一电介质110和第二电介质130为HDPE，折射率为1.54，所述第三电介质140为GaAs，折射率为3.6。

优选地，第一电介质110或第二电介质130为MgF₂、SiO₂和KCl中的任意一种，所述第三电介质140为ZnO、CdS和Si中的任意一种。

优选地，石墨烯120的层数为1-5层。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例能够在太赫兹波段进行模式束缚，且利用石墨烯产生等离激元，使其模式可调。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实施例的基于石墨烯的混杂等离激元波导结构端面示意图；