一种基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关、调控方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，结构具体包括：衬底；设置在衬底上的绝缘介质层；设置在绝缘介质层上的石墨烯层；设置在石墨烯层上的光学超结构；所述光学偏振开关具有光学各向异性，同时与探测光满足波矢匹配，能够增强入射的探测光，实现对石墨烯的光学介电常数在时域空间的精确调控。本发明专利技术石墨烯和探测光的照射下，实现在中红外波段的光学偏振调控，并且大大提高了偏振开关的开关速度。本发明专利技术中的偏振开关结构简单，器件的制备工艺与传统的CMOS工艺兼容，在未来的集成光学的多功能与小型化应用领域中将发挥重要作用。将发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关、调控方法及应用


[0001]本专利技术涉及光学偏振开关领域，特别涉及一种基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关、调控方法及应用。

技术介绍

[0002]随着光通信技术的不断发展，光通信系统对于光学偏振控制的相应速度提出了更高的要求。由于材料和结构等因素的影响，目前报道的偏振器开关器件最快响应速度在纳秒级，进而成为光学偏振相关的研究瓶颈。
[0003]中红外激光对于烟尘、大雾等有较强的穿透能力，且在传输时受到悬浮物的散射以及分子吸收比较小，在军事对抗、无线通信、遥感等领域中广泛应用。除了光的波长会影响光在通信系统中的表现，光的偏振状态也是一个重要的影响因素。在通信系统中，使用某种特殊偏振态的电磁波作为载体来进行信号传输可以有效的降低周围环境噪声对于传输信号的影响。例如，使用圆偏振光作为信息载体时，通信系统的抗雨、抗雾、抗多径效应能力明显增强。然而，现有的中红外偏振片具有加工工艺复杂、价格昂贵、损伤阈值低、作用范围窄、调控手段单一、与硅基集成困难等难题，这也导致目前的高速中红外偏振开关无法广泛应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，其特征在于，结构具体包括：衬底；设置在衬底上的绝缘介质层；设置在绝缘介质层上的石墨烯层；设置在石墨烯层上的光学超结构；所述光学偏振开关具有光学各向异性，同时与探测光满足波矢匹配，能够增强入射的探测光，实现对石墨烯的光学介电常数在时域空间的精确调控。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，其特征在于，所述光学超结构由周期性阵列布置的金属周期性单元或介质周期性单元组成，每个金属周期性单元或介质周期性单元为小于入射光波长的亚波长结构。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，其特征在于，所述光学超结构中周期性单元的形状为矩形结构、蝶形结构、椭圆形结构或者上述三种结构的复合结构；其组成形式为孔状结构或者柱状结构。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，其特征在于，所述衬底为具有反射功能的金属衬底或者具有透射功能的衬底。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合超表面的超快光学偏振开关，其特征在于，所述光学超结构材料为金；所述绝缘介质层材料为二氧化硅、氧化铝、氮化硅中的一种或多种；所述金属衬底材料为金、银、铝、镍中的一种或多种，其厚度大于入射光对应于该材料的趋肤深度。6.一种基于石墨烯复合超表面的主动式超快偏振态调控方法，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的光学偏振开关；包括：飞秒激光器产生飞秒泵浦激光；探测光光源产生探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雷君，唐伟伟，张力波，李冠海，陈效双，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：