[發明專利]一種基于石墨烯的可調濾波器

有效

• 申請號: 201811490894.1
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109273805B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 姜方泉;黃震;王定益;海學峰;張中俠;王天堃
• 申請（專利權）人: 上海科旭網絡科技股份有限公司
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 合肥昕華匯聯專利代理事務所(普通合伙) 34176
• 代理人: 崔雅麗

本發明涉及一種基于石墨烯的可調濾波器,包括襯底層,所述襯底層的上方設置有半導體層，所述半導體層的上方設置有反射層，所述反射層的上方設置有波導層，所述波導層的上方設置有石墨烯層，該基于石墨烯的可調濾波器，通過石墨烯微層與波導層中傳播的電磁波耦合，能夠吸收特定波長的電磁波能量，形成濾波器功能，并且使用半導體層外接調控電壓，從而形成能夠調控石墨烯層介電常數，使得石墨烯層能夠與波導層傳播的不同頻率的電磁波耦合，從而吸收不同頻率的電磁波的能量，這樣就實現了濾波器的帶寬動態調整的功能。

技術領域

本發明涉及濾波器技術領域，具體涉及一種基于石墨烯的可調濾波器。

背景技術

石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，它有著超寬帶的光學響應譜、極強的非線性光學特性以及與硅基半導體工藝的兼容性，使其在新型光學和光電器件領域具有得天獨厚的優勢。在一定條件下，石墨烯表面傳導電子與光子相互作用形成耦合電磁模(即，表面等離激元)。耦合電磁模局域性很強，能夠突破衍射極限，可作光耦合器件中的信息載體。耦合電磁模最大的優勢在于其傳播常數能通過外部電場(或磁場)或化學摻雜的方式進行調節。

濾波器是微波與雷達饋線技術中廣泛應用的元件之一。濾波器在通信系統間實現對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。現有技術的濾波器多為金屬材質，在濾波器的結構和尺寸固定后，其工作帶寬也已確定，不可動態調整。當濾波器的帶寬需要調整的時候，只能更換濾波器，成本高，且操作復雜。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中的無法實現濾波器的帶寬動態調整的技術問題。

為此，本發明提供了一種基于石墨烯的可調濾波器,包括襯底層,所述襯底層的上方設置有半導體層，所述半導體層的上方設置有反射層，所述反射層的上方設置有波導層，所述波導層的上方設置有石墨烯層。

上述的一種基于石墨烯的可調濾波器，還包括第二波導層，所述襯底層的上方設置有反射層，有反射層的上方設置有波導層，所述波導層的上方設置有石墨烯層，所述石墨烯層的上方設置有第二波導層，所述第二波導層的上方設置有半導體層。

所述半導體層為硅或砷化鎵。

所述半導體層的厚度為2μm～100μm。

所述反射層為氟化鎂。

所述反射層的厚度為100nm～1000nm。

所述波導層為二氧化硅。

所述波導層為500nm～5000nm。

所述反射層的折射率小于波導層的折射率。

所述半導體層的上表面設置有周期性分布的凹槽。

本發明的有益效果：本發明提供的這種基于石墨烯的可調濾波器，通過石墨烯微層與波導層中傳播的電磁波耦合，能夠吸收特定波長的電磁波能量，形成濾波器功能，并且使用半導體層外接調控電壓，從而形成能夠調控石墨烯層介電常數，使得石墨烯層能夠與波導層傳播的不同頻率的電磁波耦合，從而吸收不同頻率的電磁波的能量，這樣就實現了濾波器的帶寬動態調整的功能。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是基于石墨烯的可調濾波器結構示意圖一。

圖2是基于石墨烯的可調濾波器結構示意圖二。

圖3是基于石墨烯的可調濾波器結構示意圖三。

圖4是石墨烯層結構示意圖一。

圖5是石墨烯層結構示意圖二。

圖6是石墨烯層結構示意圖三。