1.一种基于石墨烯的电吸收光学调制器,该光学调制器制作在衬底上,其特征在于,包括形成于所述衬底上的基于石墨烯的长程SPP波导结构、以及第一电极、第二电极、光输入端和光输出端;
所述基于石墨烯的长程SPP波导结构为多层结构,包括依次形成于所述衬底上的第一高折射率材料层、第一石墨烯层、第一低折射率材料层、金属薄膜层、第二低折射率材料层、第二石墨烯层和第二高折射率材料层;所述第一高折射率材料层与所述第二高折射率材料层的材质为折射率2.5-4的高折射率材料,所述第一低折射率材料层与所述第二低折射率材料层的材质为折射率1.0-2.2的低折射率材料,所述金属薄膜层的材质为金、银、铝或铜;
所述基于石墨烯的长程SPP波导结构包括平行于所述衬底且互相垂直的第一方向和第二方向,在所述第一方向上具有相对设置的两端,其中一端与所述光输入端相连接,另一端与所述光输出端相连接,在所述第二方向上,所述第一石墨烯层与所述第二石墨烯层包括突出于所述基于石墨烯的长程SPP波导结构的延伸端,所述第一电极形成于所述第一石墨烯层的延伸端上,所述第二电极形成于所述第二石墨烯层的延伸端上。
2.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述高折射率材料为砷化镓或硅。
3.如权利要求1~2任一项所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述低折射率材料为二氧化硅或氮化硅。
4.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一高折射率材料层的厚度为50-500nm,所述第二高折射率材料层的厚度为50-500nm。
5.如权利要求1或4所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一高折射率材料层与所述第二高折射率材料层的厚度相同。
6.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一石墨烯层和第二石墨烯层中的石墨烯为单层或者多层石墨烯。
7.如权利要求1或6所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一石墨烯层的厚度为0.35-3.5nm,所述第二石墨烯层的厚度为0.35-3.5nm。
8.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一低折射率材料层的厚度为1-15nm,所述第二低折射率材料层的厚度为1-15nm。
9.如权利要求1或8所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一低折射率材料层与所述第二低折射率材料层的厚度相同。
10.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述金属薄膜层的厚度为5-80nm。
11.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一高折射率材料层、第一低折射率材料层、金属薄膜层、第二低折射率材料层和第二高折射率材料层在所述第二方向上的宽度为80-800nm。
12.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一石墨烯层和所述第二石墨烯层的宽度为400-1800nm。
13.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一石墨烯层上,所述第一低折射率材料层与所述第一电极之间的距离为500~1000nm,所述第二石墨烯层上,所述第二高折射率材料层与所述第二电极之间的距离为500~1000nm。
14.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,所述第一石墨烯层的延伸端形成于所述衬底上,所述第二石墨烯层的延伸端形成于所述衬底上。
15.如权利要求1所述的基于石墨烯的电吸收光学调制器,其特征在于,在所述第二高折射率材料层上,进一步包括覆盖所述基于石墨烯的长程SPP波导结构的二氧化硅层。
16.一种基于石墨烯的电吸收光学调制器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
取衬底,在所述衬底上沉积制备第一高折射率材料层,随后转移一石墨烯薄膜在所述第一高折射率材料层上形成第一石墨烯层,然后在所述第一石墨烯层上沉积制备第一低折射率材料层,所述第一石墨烯层包括突出于所述第一低折射率材料层一侧的延伸端,在所述第一石墨烯层的延伸端制备导电金属薄膜形成第一电极;
在所述第一低折射率材料层上制备一层金属薄膜层,然后在所述金属薄膜层上沉积制备第二低折射率材料层,再转移一石墨烯薄膜在所述第二低折射率材料层上形成第二石墨烯层,在所述第二石墨烯层上沉积制备第二高折射率材料层,所述第二石墨烯层包括突出于所述第二高折射率材料层一侧的延伸端,在所述第二石墨烯层的延伸端沉积导电金属薄膜形成第二电极;
所述第一高折射率材料层与所述第二高折射率材料层的材质为折射率2.5-4的高折射率材料,所述第一低折射率材料层与所述第二低折射率材料层的材质为折射率1.0-2.2的低折射率材料,所述金属薄膜层的材质为金、银、铝或铜;
所述第一高折射率材料层、第一石墨烯层、第一低折射率材料层、金属薄膜层、第二低折射率材料层、第二石墨烯层和第二高折射率材料层构成基于石墨烯的长程SPP波导结构,所述基于石墨烯的长程SPP波导结构包括平行于所述衬底且互相垂直的第一方向和第二方向,在所述第一方向上具有相对设置的两端,将其中一端与光输入端相连接,另一端与光输出端相连接,最终得到基于石墨烯的电吸收光学调制器。