基于宇称时间对称结构实现石墨烯光增强吸收

摘要

为增强石墨烯对近红外通信波段光波的吸收,提出了一种基于周期性宇称-时间(Parity-time)对称结构的石墨烯基吸收器,该结构由顶层的石墨烯层和底层周期性PT对称单元构成。采用传输矩阵方法系统地研究了该结构中石墨烯对1450~1650 nm波长范围内光波的吸收特性。结果表明,通过优化石墨烯复合PT对称微纳结构参数,对于所研究波长范围内垂直入射的近红外光波,单层石墨烯的平均吸收增强了35倍。同时,对入射角在0°~30°范围内的光波,结构对TE极化波和TM极化波的平均吸收分别增强了19.7倍和54倍。该结构对近红外通信波段光波具有高强度吸收特性,可广泛用于吸收器、光电探测器和红外光学传感器等器件的设计。