由石墨烯超表面组成的新型中红外超紧凑型光调制器

由于中红外（IR）波段在成像，宽带光通信，光谱学，生化传感和国防技术领域得到了广泛的应用，因此备受关注。中红外光调制器是实现这些重要应用的必要组件。
其中，高效中红外调制器的实现对于将数据通信的工作波长（频率）带宽从近红外扩展到中红外具有重要意义。尽管已经积极研究了基于Pockels效应，Kerr效应和等离子体在各种波导平台中的色散的中红外调制器，但中红外电光效应微弱，调制效率低，限制了其应用。
石墨烯因其优异和独特的性能而被广泛研究。由于可以通过施加栅极电压轻松调节石墨烯的电导率，因此，已经报道了许多基于石墨烯的应用，例如可调光延迟线，天线和宽带调制器。
最近，韩国光州高级光子学研究所集成光学实验室的Myunghwan Kim等人提出了一种由石墨烯超表面组成的新型中红外超紧凑型光调制器。与先前基于材料损耗变化或干扰提出的解决方案不同，这项工作使用独特的拓扑特性双曲形超表面等值线进行调制传输。
研究人员设计的调制器的调制深度为10.7dB，长度为750nm，大约相当于工作波长的1/30。研究人员还研究了调制器中的迁移率效应。
当迁移率大于μ= 3m2 / Vs时，性能与迁移率的依赖性不强。但是，对于低迁移率μ= 1m2 / Vs，石墨烯的损耗会降低调制器的性能：调制深度和插入损耗分别为7.63dB和4.99dB。
作者认为，提出的调制方案可以在中红外波段制备出新型的紧凑型调制器。相关研究工作已在OpticsLetters上发表，并链接至该论文：https://doi.org/10.1364/OL.401969。

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