[发明专利]一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器，包括入射光栅层、顶部电极、波导层、基底和底部电极，所述入射光栅层水平设置于顶部电极的上方，所述顶部电极与波导层的顶部固定连接，所述波导层设置于基底的顶部，所述底部电极与基底的底部固定连接。本发明通过将石墨烯与高Q导模共振光栅耦合，在可见光到近红外范围内实现99.99％的吸收，此外，通过LN的电光效应增加栅极电压以改变折射率，使得结构的吸收可调。

技术领域

本发明涉及光调制器技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器。

背景技术

空间激光通信系统是指以激光光波作为载波，大气作为传输介质的光通信系统。自由空间激光通信结合了光纤通信与微波通信的优点，既具有大通信容量、高速传输的优点，又不需要铺设光纤，因此各技术强国在空间激光通信领域投入大量人力物力，并取得了很大进展。

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

在空间激光通信系统和激光雷达中，电光调制器都是重要的光学器件之一。电光调制器是利用某些电光晶体，如铌酸锂晶体(LiNb03)、砷化稼晶体(GaAs)和钽酸锂晶体(LiTa03)以及液晶等的电光效应制成的调制器。电光效应即当把电压加到电光晶体上时，电光晶体的折射率将发生变化，结果引起通过该晶体的光波特性的变化，实现对光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制.电光调制器可以将载有特定信息编码的电信号加载到光波上，，从而达到对光波编码的目的。基于块状铌酸锂晶体的电光调制器是应用最广泛的电光调制器之一，具有速度快、损耗低等一系列优点。但其也有调制电压高、集成化小型化能力差的缺陷。而基于液晶的电光调制器，在调制速度以及温度特性等方面则存在着不足。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决现有技术空间光调制器主流产品是液晶，但是速度不是很高，温度等性能有限制，铌酸锂调制器传统是体块的，体积大的问题，而提出的一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器。

2.技术方案

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器，包括入射光栅层、顶部电极、波导层、基底和底部电极，所述入射光栅层水平设置于顶部电极的上方，所述顶部电极与波导层的顶部固定连接，所述波导层设置于基底的顶部，所述底部电极与基底的底部固定连接。

优选地，所述入射光栅层由有机玻璃构成。

优选地，所述顶部电极为单层石墨烯。

优选地，所述波导层为铌酸锂薄膜层。

优选地，所述基底为二氧化硅层。

优选地，所述底部电极为Au层。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明中，通过将石墨烯与高Q导模共振光栅耦合，在可见光到近红外范围内实现99.99％的吸收，此外，通过LN的电光效应增加栅极电压以改变折射率，使得结构的吸收可调。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于石墨烯电极的铌酸锂超表面空间光调制器的结构示意图；