基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，包括選擇器本體，該選擇器整體呈一長(zhǎng)方體，且該選擇器主要由石墨烯材料制成的石墨烯層，半導(dǎo)體材料制成的連續(xù)涂層和間斷凹槽層，以及非導(dǎo)電材料制成的基片層、正階梯體、填充層和凹階梯體組成。本發(fā)明利用了石墨烯所具有的電壓可調(diào)特性來構(gòu)建一個(gè)波導(dǎo)路徑選擇器，這樣能夠通過不斷改變電壓從而控制SPP波在石墨烯上不同區(qū)域的導(dǎo)通與斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)路徑選擇。此外，本發(fā)明還利用了石墨烯的電導(dǎo)率的虛部大于零時(shí)會(huì)表現(xiàn)出金屬性，且電磁波進(jìn)入后不會(huì)產(chǎn)生較大衰減的特性，使得SPP波在波導(dǎo)路徑選擇器中傳播的距離相對(duì)較遠(yuǎn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石墨烯【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器。 基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器

【背景技術(shù)】
[0002] 目前大部分波導(dǎo)（如矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)或介質(zhì)波導(dǎo)等）均是單路徑地傳輸。若想 要獲得多路徑的選擇傳輸，則必須在選時(shí)進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)上改變方可實(shí)現(xiàn)，這樣就非常的不 方便，而且也不容易實(shí)現(xiàn)。此外，SPP波（表面等離子波）只能在顯金屬性的材料中傳播， 對(duì)于導(dǎo)體，其金屬性雖然比較的好，但電磁波一旦進(jìn)入其中就會(huì)由于趨膚效應(yīng)急劇衰減，致 使電磁波在導(dǎo)體中傳播距離十分有限。
[0003] 石墨烯（Graphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是一種由碳 原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材 料。石墨烯具有很多優(yōu)良特性，近年隨著它的成功制取，吸引了眾多的科學(xué)家與工程師的研 究興趣。由于其具有電壓可調(diào)特性，使得在一定的電壓條件下導(dǎo)通或截止SPP波（表面等 離子波）。若能夠利用該特點(diǎn)，不斷改變電壓從而實(shí)現(xiàn)石墨烯不同區(qū)域SPP波的導(dǎo)通與斷 開，則能夠?qū)崿F(xiàn)波導(dǎo)路徑選擇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有波導(dǎo)要獲得多路徑的選擇傳輸，必須在選時(shí)進(jìn) 行物理結(jié)構(gòu)上改變方可實(shí)現(xiàn)的不足，提供一種基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，包括選擇器本體，該選擇器整體呈一長(zhǎng)方體， 且該選擇器主要由石墨烯材料制成的石墨烯層，半導(dǎo)體材料制成的連續(xù)涂層和間斷凹槽 層，以及非導(dǎo)電材料制成的基片層、正階梯體、填充層和凹階梯體組成。
[0007] 基片層為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。石墨烯層覆在該基片層的上表面。
[0008] 正階梯體為正階梯結(jié)構(gòu)。即正階梯體的上表面為水平面，正階梯體的下表面為階 梯面，正階梯體的左側(cè)面和右側(cè)面均為垂直面。上述正階梯體的階梯延伸方向與基片層的 長(zhǎng)度方向一致，且正階梯體的長(zhǎng)度等于基片層的長(zhǎng)度。正階梯體的寬度小于基片層的寬度。 正階梯體設(shè)置在基片層的下方，且正階梯體的上表面與基片層的下表面相貼。
[0009] 連續(xù)涂層連續(xù)式地覆在正階梯體的整個(gè)下表面上，即階梯面的每級(jí)臺(tái)階的表面和 連接每?jī)杉?jí)臺(tái)階的立面上均覆有連續(xù)涂層。
[0010] 凹階梯體為內(nèi)陷階梯結(jié)構(gòu)。即凹階梯體的上表面為一個(gè)階梯形凹槽面，該階梯形 凹槽面由多級(jí)凹槽所組成，每級(jí)凹槽對(duì)應(yīng)于正階梯體階梯面的一級(jí)臺(tái)階，且凹槽每級(jí)凹槽 均呈凹字形或均呈L形，凹階梯體的下表面為水平面，凹階梯體的左側(cè)面和右側(cè)面均為垂 直面。上述凹階梯體的階梯延伸方向與基片層的長(zhǎng)度方向一致，且凹階梯體的長(zhǎng)度等于基 片層的長(zhǎng)度。凹階梯體的寬度等于基片層的寬度。凹階梯體置于在正階梯體的下方，且凹 階梯體與正階梯體之間存在一定的間隙。 toon] 間斷凹槽層間斷式地覆在凹階梯體的上表面上，即僅在階梯形凹槽的每級(jí)凹槽的 表面覆有間斷凹槽層。
[0012] 填充層填充在間斷凹槽層與正階梯體之間的間隙處，以及填充在間斷凹槽層與基 片層之間的間隙處。
[0013] 上述方案中，所述正階梯體可以設(shè)置在基片層的下方的中部。即正階梯體的左側(cè) 面與基片層的左側(cè)面在水平方向上存在一定的距離，正階梯體的右側(cè)面與基片層的右側(cè)面 在水平方向上也存在一定的距離。此時(shí)，凹階梯體的階梯形凹槽的每級(jí)凹槽均呈凹字形。
[0014] 上述方案中，所述正階梯體設(shè)置在基片層的下方的正中部，即正階梯體的寬度中 心線與基片層的寬度中心線垂直相對(duì)，即這2條寬度中心線處于同一垂直平面上。
[0015] 上述方案中，所述正階梯體的寬度最好等于基片層的寬度的1/3。
[0016] 上述方案中，所述正階梯體也可以設(shè)置在基片層的下方的一側(cè)。即正階梯體的左 側(cè)面與基片層的左側(cè)面在水平方向上存在一定的距離，正階梯體的右側(cè)面與基片層的右側(cè) 面水平相對(duì)?；蛘唠A梯層的左側(cè)面與基片層的左側(cè)面水平相對(duì)，正階梯體的右側(cè)面與基片 層的右側(cè)面在水平方向上存在一定的距離。此時(shí)，凹階梯體的階梯形凹槽的每級(jí)凹槽均呈 L形。
[0017] 上述方案中，所述連續(xù)涂層和間斷凹槽層最好均為硅。
[0018] 上述方案中，所述基片層、正階梯體、填充層和凹階梯體均為氧化鋁。
[0019] 上述方案中，所述正階梯體的臺(tái)階級(jí)數(shù)和凹槽的級(jí)數(shù)最好設(shè)為5級(jí)。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用了石墨烯所具有的電壓可調(diào)特性來構(gòu)建一個(gè)波導(dǎo)路 徑選擇器，這樣能夠通過不斷改變電壓從而控制SPP波在石墨烯上不同區(qū)域的導(dǎo)通與斷 開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)路徑選擇。此外，本發(fā)明還利用了石墨烯的電導(dǎo)率（σ = 〇 ' _j〇 ")的 虛部σ "大于零時(shí)會(huì)表現(xiàn)出金屬性，且電磁波進(jìn)入后不會(huì)產(chǎn)生較大衰減的特性，使得SPP 波在波導(dǎo)路徑選擇器中傳播的距離相對(duì)較遠(yuǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器的主視立體圖。
[0022] 圖2為圖1的簡(jiǎn)化左側(cè)圖（為視圖清晰，本圖僅畫出一個(gè)間斷凹槽層）。
[0023] 圖3為圖1的俯視立體圖。
[0024] 圖4為電導(dǎo)率虛部與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系圖。
[0025] 圖中標(biāo)號(hào)：1、石墨烯層；2、基片層；3、正階梯體；4、填充層；5、凹階梯體；6、連續(xù) 涂層；7、間斷凹槽層。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 一種基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，如圖1所示，包括選擇器本體，該選擇器整體 呈一長(zhǎng)方體，其主要由石墨烯材料制成的石墨烯層1，半導(dǎo)體材料制成的連續(xù)涂層6和間斷 凹槽層7,以及非導(dǎo)電材料制成的基片層2、正階梯體3、填充層4和凹階梯體5組成。在本 發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述連續(xù)涂層6和間斷凹槽層7均為硅。所述基片層2、正階梯體3、填 充層4和凹階梯體5為氧化鋁。
[0027] 基片層2為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。石墨烯層1覆在該基片層2的上表面。正階梯體3為正 階梯結(jié)構(gòu)。即正階梯體3的上表面為水平面，正階梯體3的下表面為階梯面，正階梯體3的 左側(cè)面和右側(cè)面均為垂直面。上述正階梯體3的階梯延伸方向與基片層2的長(zhǎng)度方向一致， 且正階梯體3的長(zhǎng)度等于基片層2的長(zhǎng)度。正階梯體3的寬度小于基片層2的寬度。正階 梯體3設(shè)置在基片層2的下方，且正階梯體3的上表面與基片層2的下表面相貼。連續(xù)涂 層6連續(xù)式地覆在正階梯體3的整個(gè)下表面上，即階梯面的每級(jí)臺(tái)階的表面和連接每?jī)杉?jí) 臺(tái)階的立面上均覆有連續(xù)涂層6,此時(shí)連續(xù)涂層6在階梯延伸方向上始終連續(xù)不斷。凹階梯 體5為內(nèi)陷階梯結(jié)構(gòu)。即凹階梯體5的上表面為一個(gè)階梯形凹槽面，該階梯形凹槽面由多 級(jí)凹槽所組成，每級(jí)凹槽對(duì)應(yīng)于正階梯體3階梯面的一級(jí)臺(tái)階，且凹槽每級(jí)凹槽均呈凹字 形或均呈L形，凹階梯體5的下表面為水平面，凹階梯體5的左側(cè)面和右側(cè)面均為垂直面。 上述凹階梯體5的階梯延伸方向與基片層2的長(zhǎng)度方向一致，且凹階梯體5的長(zhǎng)度等于基 片層2的長(zhǎng)度。凹階梯體5的寬度等于基片層2的寬度。凹階梯體5置于在正階梯體3的 下方。且凹階梯體5與正階梯體3之間存在一定的間隙。間斷凹槽層7間斷式地覆在凹階 梯體5的上表面上，即僅在階梯形凹槽的每級(jí)凹槽的表面覆有間斷凹槽層7,而連接每?jī)杉?jí) 凹槽的立面上則無需覆間斷凹槽層7,此時(shí)間斷凹槽層7在階梯延伸方向上呈間斷分布，并 互不連接。填充層4填充在間斷凹槽層7與正階梯體3之間的間隙處，以及填充在間斷凹 槽層7與基片層2之間的間隙處。
[0028] 正階梯體3的臺(tái)階級(jí)數(shù)和凹槽的級(jí)數(shù)決定了路徑選擇的路數(shù)，因此可以根據(jù)設(shè)計(jì) 所需的路徑旋轉(zhuǎn)數(shù)來設(shè)置正階梯體3的臺(tái)階級(jí)數(shù)和凹槽的級(jí)數(shù)。在本發(fā)明有限實(shí)施例中， 正階梯體3的臺(tái)階級(jí)數(shù)和凹槽的級(jí)數(shù)設(shè)為5級(jí)。
[0029] 所述正階梯體3在基片層2下方的橫向方向的設(shè)置方式可以采用如下兩種：
[0030] 第一種設(shè)置方式是讓正階梯體3設(shè)置在基片層2的下方的一側(cè)。即正階梯體3的 左側(cè)面與基片層2的左側(cè)面在水平方向上存在一定的距離，正階梯體3的右側(cè)面與基片層2 的右側(cè)面水平相對(duì)?；蛘唠A梯層的左側(cè)面與基片層2的左側(cè)面水平相對(duì)，正階梯體3的右 側(cè)面與基片層2的右側(cè)面在水平方向上存在一定的距離。此時(shí)，凹階梯體5的階梯形凹槽 的每級(jí)凹槽均呈L形。
[0031] 第二種設(shè)置方式是讓正階梯體3設(shè)置在基片層2的下方的中部。即正階梯體3的 左側(cè)面與基片層2的左側(cè)面在水平方向上存在一定的距離，正階梯體3的右側(cè)面與基片層2 的右側(cè)面在水平方向上也存在一定的距離。此時(shí)，凹階梯體5的階梯形凹槽的每級(jí)凹槽均 呈凹字形。當(dāng)然正階梯體3設(shè)置在基片層2的下方的近似中部，即正階梯體3的寬度中心 線與基片層2的寬度中心線相偏離；但在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述正階梯體3設(shè)置在基片 層2的下方的正中部，即正階梯體3的寬度中心線與基片層2的寬度中心線垂直相對(duì)，即這 2條寬度中心線處于同一垂直平面上。
[0032] 本發(fā)明對(duì)于正階梯體3的寬度并沒有嚴(yán)格的要求，而只需要保證正階梯體3的寬 度小于基片層2的寬度即可，其正階梯體3的寬度可以恰好等于基片層2的寬度的1/2、1/3 或其他任意比例值。而當(dāng)正階梯體3采用第一種方式設(shè)置在基片層2下方（即讓正階梯體 3設(shè)置在基片層2的下方的一側(cè)）時(shí)，則可以讓正階梯體3的寬度恰好等于基片層2的寬度 的1/2 ;而當(dāng)正階梯體3采用第二種方式設(shè)置在基片層2下方（即讓正階梯體3設(shè)置在基 片層2的下方的正中部）時(shí)，則可以讓正階梯體3的寬度恰好等于基片層2的寬度的1/3。
[0033] 在本發(fā)明中，每級(jí)凹槽所對(duì)應(yīng)的每級(jí)階梯平面（即臺(tái)階表面）均處于該凹槽的槽 溝中，凹槽與階梯面都與上表面間加了電壓，但凹階梯體5與正階梯體3之間的間隙并沒有 嚴(yán)格的限制。對(duì)于凹階梯體5與正階梯體3的距離，即每級(jí)凹槽的槽溝與每級(jí)臺(tái)階的表面 之間的垂直距離h可以任意選定。如第一級(jí)凹槽的槽溝與第一級(jí)臺(tái)階的表面之間的垂直距 離h與第二級(jí)凹槽的槽溝與第二級(jí)臺(tái)階的表面之間的垂直距離h可以相等也可以不相等。 但在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所有凹槽的槽溝與其所對(duì)應(yīng)的臺(tái)階的表面之間的垂直距離h均 相等。此外，對(duì)于凹階梯體5與基片之間的距離，即每級(jí)凹槽的一側(cè)上表面與基片呈底面之 間的垂直距離hi和每級(jí)凹槽的另一側(cè)上表面與基片呈底面之間的垂直距離h2可以相等也 可以不相等。當(dāng)hl=h2時(shí)，SPP波可以向該凹槽的兩邊同時(shí)傳導(dǎo)。當(dāng)hi尹h2時(shí)，SPP波 將向該凹槽的hi和h2中較小的一邊傳導(dǎo)。如圖3。但在在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，為了保證 波導(dǎo)的單向傳輸，所述每級(jí)凹槽的一側(cè)上表面與基片呈底面之間的垂直距離hi和每級(jí)凹 槽的另一側(cè)上表面與基片呈底面之間的垂直距離h2不相等，即hi < h2,如圖2。
[0034] 對(duì)于正階梯體3的每級(jí)臺(tái)階的臺(tái)階寬度來說，本發(fā)明并不要求每級(jí)臺(tái)階的臺(tái)階寬 度均一致，但在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，每級(jí)臺(tái)階的臺(tái)階寬度均一致，即每級(jí)臺(tái)階的面積均相 同。對(duì)于凹階梯體5的每級(jí)凹槽的槽溝寬度來說，本發(fā)明并不要求每級(jí)凹槽的槽溝寬度均 一致，但在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，每級(jí)凹槽的槽溝寬度均一致，即每級(jí)凹槽的槽溝的面積均 相同。參見圖3,將基片上表面劃分多塊虛擬區(qū)域即，正階梯體3的每級(jí)臺(tái)階的a-e面均正 對(duì)著圖3所劃分的Y1-Y5區(qū)域，且各臺(tái)階面積與其所對(duì)應(yīng)的區(qū)域面積相等，即a的面積等于 1的面積，且a正對(duì)1，其他的面以此類推。a-e面的正對(duì)著凹槽的槽溝xl至x5,但各凹槽 間相互不連接，各凹槽的槽溝面大于與其所對(duì)應(yīng)的階梯下表面區(qū)域面積，即xl的面積大于 a的面積，且xl正對(duì)a，其他的面以此類推。
[0035] 由于石墨烯的電導(dǎo)率虛部受化學(xué)勢(shì)μ。影響，而化學(xué)勢(shì)μ。又受到電場(chǎng)強(qiáng)度控制， 兩電容極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度又與兩極板上加的電壓相關(guān)，所以石墨烯的電導(dǎo)率虛部就與外 加電壓有關(guān)，當(dāng)改變外加電壓使其電導(dǎo)率的虛部（σ ")小于零時(shí)，石墨烯就表現(xiàn)為非金屬 性，SPP波就不能在其上面?zhèn)鬏?；?dāng)調(diào)節(jié)電壓使其上面的電導(dǎo)率虛部（〇 ")大于零，即等 效介電常數(shù)實(shí)部（ε ')小于零的時(shí)候，石墨烯就表現(xiàn)為金屬性，SPP波就可以在上面?zhèn)鬏敗?此時(shí)就可以根據(jù)石墨烯這樣的特性，在不同時(shí)刻調(diào)節(jié)石墨烯不同區(qū)域的電壓來影響其電導(dǎo) 率的正負(fù)，進(jìn)而就可以對(duì)其表面?zhèn)鞑サ腟PP波路徑進(jìn)行選擇。
[0036] 參見圖2,將一偏置電壓&的負(fù)極加在石墨烯層1上，正極加在間斷凹槽層7上； 將另一偏置電壓U 2的負(fù)極加在石墨烯層1上，正極加在正階梯體3的連續(xù)涂層6上。改變 偏置電壓使SPP波從Y1往Y5區(qū)域方向傳輸，但同時(shí)也要求可以使波傳輸?shù)?到5的任意 一個(gè)區(qū)域后，其后面的區(qū)域就會(huì)截止，波不能再繼續(xù)傳輸。接下來就是波導(dǎo)路徑的選擇，Y6 至Y10區(qū)域是五個(gè)不同的波導(dǎo)路徑，所設(shè)計(jì)的裝置可以使波從Y6至Y10區(qū)域中任意的一個(gè) 路徑傳輸，而不會(huì)同時(shí)從其他的路徑傳輸，而傳輸路徑的改變僅僅通過調(diào)節(jié)其區(qū)域的電壓 值實(shí)現(xiàn)，這就實(shí)現(xiàn)了波導(dǎo)路徑的選擇。
[0037] 為了實(shí)現(xiàn)SPP波從Y1往Y5方向傳輸，但同時(shí)也要求可以使波傳輸?shù)結(jié)1到Y(jié)5的任 意一個(gè)區(qū)域后，其后面的區(qū)域就會(huì)截止，波不能再往后邊的區(qū)域傳輸這一性能，在Y1至Y5 中間的那部分區(qū)域，對(duì)應(yīng)的氧化鋁基片層2下面設(shè)計(jì)一個(gè)正階梯體3,正階梯體3的下表面 涂覆硅涂層即連續(xù)涂層6，從左邊看過去的圖形，如圖3所示。上表面石墨烯的中間Y1到Y(jié)5 區(qū)域，下面都一一對(duì)應(yīng)著一個(gè)階梯層，且每一個(gè)階梯平面與對(duì)應(yīng)的Y1到Y(jié)5區(qū)域面積相等。 由于氧化鋁基底上表面的石墨烯的導(dǎo)電性比較好，氧化鋁不導(dǎo)電，其下面的硅為半導(dǎo)體，可 以導(dǎo)電。這里在石墨烯上接負(fù)極，階梯硅接上正極，則硅階梯與石墨烯（區(qū)域Y1到Y(jié)5)之 間就會(huì)形成靜電場(chǎng)，階梯面從a到e，依次下降，故階梯面與上表面的距離依次增大，由于各 階梯面與上表面間所加的電壓是相同的，所以階梯面由a到e與上表面間的電場(chǎng)強(qiáng)度也就 依次減小，圖4中的縱坐標(biāo)表示電導(dǎo)率的虛部，橫坐標(biāo)E為電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖看出石墨烯電導(dǎo) 率的虛部與電場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系近似成正比關(guān)系，這樣就可以做到調(diào)節(jié)在階梯面上所加的電 壓使石墨烯平面上第η區(qū)域及η之前區(qū)域的電導(dǎo)率虛部大于零，而其后面的電導(dǎo)率虛部由 于場(chǎng)強(qiáng)減小而小于零，呈非金屬性，不能導(dǎo)通SPP波。
[0038] 為了實(shí)現(xiàn)從Υ6至Υ10的5個(gè)不同的傳輸路徑中選擇從所需的傳輸路徑中傳輸，則 a至e的每個(gè)區(qū)域下面都加有一個(gè)凹槽，由于凹槽間不相互連接，因此在所想要傳輸路徑處 的凹槽與上表面石墨烯間加上電壓，又由于hi <h2,所以同樣也可以調(diào)節(jié)電壓使圖3中所 要傳輸路徑處凹槽一側(cè)上方的石墨烯區(qū)域電導(dǎo)率虛部恰好大于零，而另一側(cè)的電導(dǎo)率還小 于零，這樣SPP波就向設(shè)計(jì)的一側(cè)傳輸，而不會(huì)向兩側(cè)同時(shí)傳輸。當(dāng)需要改變傳輸路徑時(shí)， 僅需斷開上一個(gè)傳輸路徑處的電壓，轉(zhuǎn)到下一個(gè)所要傳輸?shù)穆窂缴霞舆m當(dāng)?shù)碾妷杭纯?，?此很好地切換波的傳輸路徑，從而實(shí)現(xiàn)良好性能的壓控波導(dǎo)路徑選擇器。
【權(quán)利要求】
1. 基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，包括選擇器本體，其特征在于：該選擇器整體呈一 長(zhǎng)方體，且該選擇器主要由石墨烯材料制成的石墨烯層（1)，半導(dǎo)體材料制成的連續(xù)涂層 (6)和間斷凹槽層（7)，以及非導(dǎo)電材料制成的基片層（2)、正階梯體（3)、填充層（4)和凹 階梯體（5)組成； 基片層（2)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；石墨烯層（1)覆在該基片層（2)的上表面； 正階梯體（3)為正階梯結(jié)構(gòu)；即正階梯體（3)的上表面為水平面，正階梯體（3)的下 表面為階梯面，正階梯體（3)的左側(cè)面和右側(cè)面均為垂直面；上述正階梯體（3)的階梯延伸 方向與基片層（2)的長(zhǎng)度方向一致，且正階梯體（3)的長(zhǎng)度等于基片層（2)的長(zhǎng)度；正階梯 體（3)的寬度小于基片層（2)的寬度；正階梯體（3)設(shè)置在基片層（2)的下方，且正階梯體 (3)的上表面與基片層（2)的下表面相貼； 連續(xù)涂層（6)連續(xù)式地覆在正階梯體（3)的整個(gè)下表面上，即階梯面的每級(jí)臺(tái)階的表 面和連接每?jī)杉?jí)臺(tái)階的立面上均覆有連續(xù)涂層（6); 凹階梯體（5)為內(nèi)陷階梯結(jié)構(gòu)；即凹階梯體（5)的上表面為一個(gè)階梯形凹槽面，該階梯 形凹槽面由多級(jí)凹槽所組成，每級(jí)凹槽對(duì)應(yīng)于正階梯體（3)階梯面的一級(jí)臺(tái)階，且凹槽每 級(jí)凹槽均呈凹字形或均呈L形，凹階梯體（5)的下表面為水平面，凹階梯體（5)的左側(cè)面和 右側(cè)面均為垂直面；上述凹階梯體（5)的階梯延伸方向與基片層（2)的長(zhǎng)度方向一致，且凹 階梯體（5)的長(zhǎng)度等于基片層（2)的長(zhǎng)度；凹階梯體（5)的寬度等于基片層（2)的寬度；凹 階梯體（5)置于在正階梯體（3)的下方，且凹階梯體（5)與正階梯體（3)之間存在一定的 間隙； 間斷凹槽層（7)間斷式地覆在凹階梯體（5)的上表面上，即僅在階梯形凹槽的每級(jí)凹 槽的表面覆有間斷凹槽層（7); 填充層（4)填充在間斷凹槽層（7)與正階梯體（3)之間的間隙處，以及填充在間斷凹 槽層（7)與基片層（2)之間的間隙處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述正階梯體 (3)設(shè)置在基片層（2)的下方的中部；即正階梯體（3)的左側(cè)面與基片層（2)的左側(cè)面在 水平方向上存在一定的距離，正階梯體（3)的右側(cè)面與基片層（2)的右側(cè)面在水平方向上 也存在一定的距離；此時(shí)，凹階梯體（5)的階梯形凹槽的每級(jí)凹槽均呈凹字形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述正階梯體 (3)設(shè)置在基片層（2)的下方的正中部，即正階梯體（3)的寬度中心線與基片層（2)的寬度 中心線垂直相對(duì)，即這2條寬度中心線處于同一垂直平面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述正階梯體 (3)的寬度等于基片層（2)的寬度的1/3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述正階梯體 (3)設(shè)置在基片層（2)的下方的一側(cè)；即正階梯體（3)的左側(cè)面與基片層（2)的左側(cè)面在 水平方向上存在一定的距離，正階梯體（3)的右側(cè)面與基片層（2)的右側(cè)面水平相對(duì)；或者 階梯層的左側(cè)面與基片層（2)的左側(cè)面水平相對(duì)，正階梯體（3)的右側(cè)面與基片層（2)的 右側(cè)面在水平方向上存在一定的距離；此時(shí)，凹階梯體（5)的階梯形凹槽的每級(jí)凹槽均呈L 形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述連續(xù)涂層 (6)和間斷凹槽層（7)為硅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述基片層 (2) 、正階梯體（3)、填充層（4)和凹階梯體（5)為氧化鋁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的波導(dǎo)路徑選擇器，其特征在于：所述正階梯體 (3) 的臺(tái)階級(jí)數(shù)和凹槽的級(jí)數(shù)設(shè)為5級(jí)。
【文檔編號(hào)】H01P3/00GK104103883SQ201410350765
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】姜彥南, 王揚(yáng), 袁銳, 曹衛(wèi)平, 王嬌 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)