纳米尺度石墨烯电光调制器

对石墨烯的研究揭示了其独特的光学性质，包括与光的强耦合、高速操作以及栅压可调的光学电导率，这些有望满足未来电光调制器的需求。特别是，最近的工作展示了一种基于石墨烯带间吸收的宽带电光调制器，其总长度仅为40微米。然而，与片上电子元件的尺寸相比，它仍然显得庞大。片上光互连需要纳米尺度的电光调制。实现纳米尺度石墨烯电光调制的关键在于基于新型波导和平台极大地增强光与石墨烯的相互作用。在此，我们介绍了我们近期对基于夹在介质或等离激元波导中的石墨烯的电光调制器的探索。通过施加合适的栅压，由于带内电子跃迁效应，石墨烯的介电常数可以被调谐至极小值，从而形成“石墨烯狭缝波导”并产生极大增强的吸收模式。基于小信号分析，在800纳米长的硅波导或120纳米长的等离激元波导内，可实现高达3分贝的调制深度。它们具有纳米尺度的占地面积、低插入损耗、低功耗、潜在的超高速度以及与CMOS工艺兼容等优点。