ACOPLADOR DIRECIONAL CONTROLÁVEL PARA REGIÕES DE FREQUÊNCIA DE 0,3 A 10 THZ E INFRAVERMELHO DISTANTE BASEADO EM GUIAS DE ONDA DE GRAFENO COM DOBRAMENTO DE 90º

Classificação IPC

Resumo técnico

ACOPLADOR DIRECIONAL CONTROLÁVEL PARA REGIÕES DE FREQUÊNCIA DE 0,3 A 10 THZ E INFRAVERMELHO DISTANTE BASEADO EM GUIAS DE ONDA DE GRAFENO COM DOBRAMENTO DE 90º. Um acoplador direcional de ondas plasmônicas de superfície com dobramento de 90º, controlável eletricamente baseado em grafeno para as regiões de Terahertz (THz) e infravermelho distante é apresentado nesta invenção. A estrutura do dispositivo de quatro portas consiste de um guia de onda linear conectado a outro guia de onda com dobramento de 90º, ambos de grafeno. A região central dodispositivo é formada pelo acoplamento entre os dois guias de onda separados por uma distância entre si (gap). Os guias de onda de grafeno estão depositados em um substrato dielétrico de sílica (SiO2) e silício (Si) e o princípio de operação do dispositivo consiste na propagação de ondas plasmônicas de superfície (Surface plasmon-polariton - SPP) nas nanofitas de grafeno. Ao variar o nível de energia deFermi do grafeno através da aplicação de uma diferença de potencial entre os guias de onda e uma camada de polissílicio, a potência máxima acoplada pode ser efetivamente ajustada. O dispositivo opera na frequência central de 4,4 THz com divisão da potência de entrada entre as duas portas de saída do acoplador em torno de -3,7 dB, com níveis de reflexão e isolamento melhor que -15 dB. A frequência central pode ser ajustada por uma diferença de potencial entre os guias de onda e uma camada de polissílicio. A largura de banda de operação do dispositivo é superior a 80%.