可调谐、栅极门控、聚酰亚胺上石墨烯太赫兹调制器
应用物理
2020-12-08 v1 材料科学
光学
摘要
我们提出了一种电可切换的石墨烯太赫兹(THz)调制器，其光学带宽可按设计调谐，并利用它补偿量子级联激光器(QCL)的腔色散。静电门控由用作栅电极的金属光栅实现，上方为 HfO2/AlOx 栅介质。其图案化于聚酰亚胺层上，该层作为四分之一波谐振腔，与下方的 Au 反射镜耦合。我们在 1.9–2.7 THz 范围内获得 90% 的强度调制深度，以及 20 kHz 的电带宽。随后我们将调制器与多模太赫兹 QCL 集成。通过调整调制器工作带宽，我们证明石墨烯调制器可部分补偿 QCL 腔色散，使集成激光器在 35% 的激光工作范围内表现为稳定频率梳，具有 98 个等距光学模式，光谱覆盖约 1.2 THz。这在太赫兹前沿应用中具有重要潜力，如可调谐变换光学器件、有源光子组件、自适应与量子光学，以及太赫兹频率光谱学的计量工具。
引用
@article{arxiv.2012.03777,
title = {Tunable, grating-gated, graphene-on-polyimide terahertz modulators},
author = {Alessandra Di Gaspare and Eva A. A. Pogna and Luca Salemi and Osman Balci and Alisson R. Cadore and Sachin M. Shinde and Lianhe Li and Cinzia di Franco and A. Giles Davies and Edmund Linfield and Andrea C. Ferrari and Gaetano Scamarcio and Miriam S. Vitiello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.03777},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 6 figures