一种调控表面等离激元的光调制器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种调控表面等离激元的光调制器及其制备方法和应用，特点是由从下至上依次排列的基底、绝缘层、石墨烯层以及金属光栅层组成，所述的金属光栅层通过黏附层黏附在所述的石墨烯层的表面；优点是当TM偏振的光入射在金属光栅层上时，会激发表面等离激元并且在石墨烯层表面进行传输，当在石墨烯层外接电源，基底接地时，外接电源上不同的电压会使石墨烯层的费米能级得到调制，进而对传输的表面等离激元的幅度、波长以及相位进行调控，并且可以同时对表面等离激元的幅度、波长以及相位进行调控，不仅使用方便，而且有效地节约成本，有望在现代通信、光电集成、光电探测以及传感领域发挥很大的应用潜力。领域发挥很大的应用潜力。领域发挥很大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种调控表面等离激元的光调制器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光学器件领域，尤其是一种调控表面等离激元的光调制器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光调制器是指对光的幅度，相位，频率以及偏振进行调制的器件，传统的光调制器只能对光进行一个或者两个维度上的调控，具有很大的局限性。而实现对光在频率、偏振、幅度和相位等多个自由度上的联合调控和复合多功能器件，是未来的主流研究方向，有着非常重要的应用价值。
[0003]表面等离激元是一种由外来光子和金属表面电子相互耦合而形成的沿着金属表面传播的电磁波，在金属和介质的表面有很大的场增强，表面等离激元在光传感，光调制以及光电探测等领域都有着非常好的应用。和传统的金属等离激元相比，石墨烯等离激元具有局域性更好，损耗低以及动态可调的特性，因此，基于石墨烯的表面等离激元有着更广泛的应用，实现石墨烯表面等离激元的多维度联合调控就显得更加重要。
[0004]在专利CN202020675585.8公开了一种基于石墨烯等离子体的宽带透射式红外光调制器，解决了调制深度和带宽问题，但其透过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控表面等离激元的光调制器，其特征在于由从下至上依次排列的基底、绝缘层、石墨烯层以及金属光栅层组成，所述的金属光栅层通过黏附层黏附在所述的石墨烯层的表面。2.根据权利要求1所述的一种调控表面等离激元的光调制器，其特征在于所述的基底的材料为石英或硅或玻璃中的一种，所述的绝缘层的厚度为100~150nm，所述的绝缘层的材料为二氧化硅或氟化钙或氟化镁中的一种，所述的石墨烯层的层数为1~5层，所述的黏附层为3~10nm厚的铬，所述的金属光栅层的厚度为100~150nm，所述的金属光栅层的材料为金或银或铝中的一种。3.权利要求1所述的一种调控表面等离激元的光调制器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①
基底用去离子水清洗干净后，完全浸没于丙酮溶液中，并利用超声机对其进行多次超声，将基底从丙酮溶液中捞出后利用去离子水进行超声，然后放置在由浓硫酸和过氧化氢制成的溶液中水浴加热，捞出后再利用去离子水对经过水浴后的基底进行超声，最后利用氮气进行吹干；
②
利用电子束蒸镀镀膜机在基底表面镀一层绝缘层；
③
利用湿法转移方法在绝缘层表面转移石墨烯层；
④
先在石墨烯层表面利用匀胶机均匀地旋涂一层光刻胶得到光刻胶层，然后将涂有光刻胶的基底放置在加热台上加热；
⑤
根据预设的光栅图利用电子束光刻方法对光刻胶层进行曝光处理，然后利用显影液对经过曝光处理后的光刻胶层进行显影处理得到光栅结构的光刻胶模板；
⑥
利用电子束蒸镀镀膜机先在光刻胶模板表面镀一层黏附层，然后在黏附层表面镀一层金属；
⑦
将经过步骤
⑥
后的基底放置于盛有丙酮溶液的烧杯中水浴加热，并轻轻摇晃烧杯，去除光刻胶，得到金属光栅层，最终完成光调制器的制备。4.根据权利要求3所述的一种调控表面等离激元的光调制器的制备方法，其特征在于所述的步骤
①
中，基底用去离子水清洗干净后，完全浸没于丙酮溶液中，并利用超声机对其进行超声2~3次，每次5~10分钟，将基底从丙酮溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪芳，孙德超，田思，
申请(专利权)人：宁波财经学院，
类型：发明
国别省市：