一种基于声子极化激元的相位调制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于声子极化激元的相位调制方法，所述方法应用于相位调制器件，所述相位调制方法包括：采用散射光或红外光照射作为入射光照射所述金属天线，激发所述氧化钼层衍生出氧化钼声子极化激元；通过调整所述石墨烯条带的化学掺杂时间，调控石墨烯条带载流子浓度；以调整石墨烯等离激元和所述氧化钼声子极化激元的杂化模式的色散，改变传输到石墨烯条带区域的氧化钼声子极化激元的杂化模式的相速度，实现对氧化钼声子极化激元的相位调制；所述石墨烯等离激元为所述石墨烯条带被入射光照射激发产生。本发明专利技术的相位调制方法基于本发明专利技术所述的相位调制器件，通过改变石墨烯条带载流子浓度从而实现氧化钼声子极化激元传输相位的连续动态调控。输相位的连续动态调控。输相位的连续动态调控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声子极化激元的相位调制方法


[0001]本专利技术涉及中红外激光的相位调制
，特别是涉及一种基于声子极化激元的相位调制方法。

技术介绍

[0002]光学调制在光子和光电子研究中是一个重要的操控，其中对光振幅和相位的调制尤其重要，在波前调控、转换光学、相位阵列、调制器和传感器方面都有广泛的应用。传统的光学调制器包括硅(Si)基和铌酸锂(LiNbO3)调制器。其中在集成硅光子学中，是利用自由载流子等离子体色散效应来实现的，电子和空穴密度的变化会导致硅折射率和吸收的变化，从而实现调制效果。但是这些效应通常需要毫米尺寸的器件，这往往会限制调制效率，增加调制能耗。LiNbO3材料具有极其优异的电光特性，非常适合作为电光调制器的基础材料，可同时实现调制器的超快速调制、低电压操作和较低的光损耗要求。但是，由于加工制备技术的限制，使其电光效率降低、尺寸增大、减少了电场和光场之间的重叠、不利于微波信号的传递，从而导致铌酸锂电光调制器一直难以集成在芯片上。随着逐渐增加的信息处理需求，发展小尺寸、高效、快速、低光损耗以及宽带的光学调制器逐渐成为必然。
[0003]与传统的块状材料相比，二维范德华层状材料由于其原子层厚度、宽的光谱响应范围、强的光物质相互作用、灵活的调控方法以及高度兼容的集成性，使其在光调控方面展现了独特的优势，从而引起了广泛关注。表面等离子体激元和声子极化激元由于具备能够高度局域自由空间的光波长，具有中红外和太赫兹工作频段，并能在室温下稳定存在等优势，在光子和光电子的研究中具有广阔的应用前景。特别是，石墨烯可以通过化学掺杂和电调控来主动调控其等离子体特性；α
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MoO3支持面内各向异性传播的声子极化激元，其具有较长的寿命。然而，表面等离激元具有较高的欧姆损耗和相对较短的寿命，声子极化激元由于受限于材料固有的晶格结构的限制而难以调控。因此，如何克服上述缺陷实现对声子极化激元的相位调制是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于声子极化激元的相位调制方法，能够实现声子极化激元传输相位的连续动态调控。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于声子极化激元的相位调制方法，所述方法应用于相位调制器件，所述相位调整器件包括：基底层、氧化钼层、石墨烯条带和金属天线；所述氧化钼层设置在所述基底层上，所述氧化钼层上设置有所述石墨烯条带和金属天线；所述金属天线和所述石墨烯条带之间间隔设定距离；
[0007]所述相位调制方法包括：
[0008]采用散射光或红外光照射作为入射光照射所述金属天线，激发所述氧化钼层衍生出氧化钼声子极化激元；
[0009]通过调整所述石墨烯条带的化学掺杂时间，调控石墨烯条带的载流子浓度；以调整石墨烯等离激元和所述氧化钼声子极化激元的杂化模式的色散，改变传输到石墨烯条带区域的氧化钼声子极化激元的杂化模式的相速度，实现对氧化钼声子极化激元的相位调制；所述石墨烯等离激元为所述石墨烯条带被入射光照射激发产生。
[0010]可选地，所述基底层的材料为金属材料或无机介电材料或有机高分子材料。
[0011]可选地，所述氧化钼层的平面几何尺寸为10um
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500um，氧化钼层的厚度为50nm
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5um。
[0012]可选地，所述石墨烯条带的平面几何尺寸为5nm
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100um。
[0013]可选地，所述金属天线的平面几何尺寸为5nm
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30um，所述金属天线的厚度为5nm
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5um。
[0014]可选地，所述金属天线的材料为铁、铝、铜、金、银、铂、钢中的一种。
[0015]可选地，所述设定距离为5nm
‑
10um。
[0016]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0017]本专利技术提供了一种基于声子极化激元的相位调制方法，所述方法应用于相位调制器件，所述相位调整器件包括：基底层、氧化钼层、石墨烯条带和金属天线；所述氧化钼层设置在所述基底层上，所述氧化钼层上设置有所述石墨烯条带和金属天线；所述金属天线和所述石墨烯条带之间间隔设定距离；所述相位调制方法包括：采用散射光或红外光照射作为入射光照射所述金属天线，激发所述氧化钼层衍生出氧化钼声子极化激元；通过调整所述石墨烯条带的化学掺杂时间，调控石墨烯条带的载流子浓度；以调整石墨烯等离激元和所述氧化钼声子极化激元的杂化模式的色散，改变传输到石墨烯条带区域的氧化钼声子极化激元的杂化模式的相速度，实现对氧化钼声子极化激元的相位调制；所述石墨烯等离激元为所述石墨烯条带被入射光照射激发产生。本专利技术的相位调制方法基于本专利技术所述的相位调制器件，通过改变石墨烯条带载流子浓度从而实现氧化钼声子极化激元传输相位的连续动态调控。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术相位调制器件的结构示意图；
[0020]图2为相位调制器件的光学照片所对应的原子力显微镜图像；
[0021]图3为不同费米能级石墨烯条带左侧金属天线激发的氧化钼声子极化激元传输到石墨烯条带右侧的相位变化和相应的实空间模拟图像；
[0022]图4为不同费米能级石墨烯条带和不同入射光频率下的氧化钼声子极化激元的相位变化实验图像；
[0023]图5为表示不同费米能级石墨烯条带和不同入射波数与相位偏移的关系；
[0024]图6为不同入射光频率，左侧金属天线激发的氧化钼声子极化激元传输至石墨烯条带右侧后的相位与无石墨烯条带的传输相位差异随石墨烯条带费米能级的变化趋势。
[0025]符号说明：
[0026]基底层
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1，氧化钼层
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2，石墨烯条带
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3，金属天线
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4，中红外散射型扫描近场光学显微镜
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5，化学掺杂分子吸附层
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6。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术的目的是提供一种基于声子极化激元的相位调制方法，能够实现声子极化激元传输相位的连续动态调控。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]本专利技术一种基于声子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声子极化激元的相位调制方法，其特征在于，所述方法应用于相位调制器件，所述相位调整器件包括：基底层、氧化钼层、石墨烯条带和金属天线；所述氧化钼层设置在所述基底层上，所述氧化钼层上设置有所述石墨烯条带和金属天线；所述金属天线和所述石墨烯条带之间间隔设定距离；所述相位调制方法包括：采用散射光或红外光照射作为入射光照射所述金属天线，激发所述氧化钼层衍生出氧化钼声子极化激元；通过调整所述石墨烯条带的化学掺杂时间，调控石墨烯条带的载流子浓度；以调整石墨烯等离激元和所述氧化钼声子极化激元的杂化模式的色散，改变传输到石墨烯条带区域的氧化钼声子极化激元的杂化模式的相速度，实现对氧化钼声子极化激元的相位调制；所述石墨烯等离激元为所述石墨烯条带被入射光照射激发产生。2.根据权利要求1所述的基于声子极化激元的相位调制方法，其特征在于，所述基底层的材料为金属材料或无机介电材料或有机高分子材料。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴庆，胡海，陈娜，滕汉超，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：