一种基于石墨烯波导结构的太赫兹调制放大器

摘要

本发明公开了一种基于石墨烯波导结构的太赫兹调制放大器，涉及调制放大器技术领域。包括衬底、波导芯层、两个欧姆接触电极、石墨烯层和绝缘介质层，所述波导芯层位于所述衬底上表面的中部，所述波导芯层的上面和左右侧面设有两个以上石墨烯层，每相邻的两个石墨烯层之间使用绝缘介质层进行电学隔离，两个欧姆接触电极位于所述波导芯层左右两侧的衬底上，最上层石墨烯层和最下层石墨烯层通过欧姆接触电极分别与正负电压相连。所述调制放大器可以实现对THz波的调制，同时实现对THz波的放大。

主权项

一种基于石墨烯波导结构的太赫兹调制放大器，包括衬底（1）、波导芯层（2）、两个欧姆接触电极（3）、石墨烯层（4）和绝缘介质层（5），所述波导芯层（2）位于所述衬底（1）上表面的中部，所述波导芯层（2）的上面和左右侧面设有两个石墨烯层（4），两个石墨烯层（4）之间使用绝缘介质层（5）进行电学隔离，两个欧姆接触电极（3）位于所述波导芯层（2）左右两侧的衬底（1）上，最上层石墨烯层和最下层石墨烯层分别与一个欧姆接触电极相连，其特征在于：两个欧姆接触电极不加电压时，两层石墨烯，费米能级均位于狄拉克点，费米能级为零，石墨烯不吸收入射的THz波，THz波仅在传输过程中，将在波导芯层中产生传输损耗；采用光学通信频段波长为1550nm附近光波泵浦上下两层石墨烯，放大在波导结构中传输的THz信号；当两个欧姆接触电极加上电压且不开启泵浦光时，上下两层石墨烯中，其中一层石墨烯费米能级进入导带，另外一层石墨烯费米能级落入价带，通过调节电压，使得，其中代表入射的THz光子能量，=h/2π，h为普朗克常量，为费米能级，当THz信号进入波导后，将发生带内吸收，出射的THz信号由于石墨烯的吸收得到了衰减，通过对欧姆接触电极加压，对泵浦光开启关闭，实现对入射THz波的衰减，同时完成对THz波信号的调制。