卞立安， 刘培国， 陈雨薇， 李高升

(国防科技大学 电子科学与工程学院， 长沙 410073)

引 言

石墨烯作为一种2维材料具有许多独特的属性，如高的载流子迁移率、良好的热传导以及频率无关的光吸收。此外，在太赫兹波段改变外加电压能够调节石墨烯的表面电导率，这样改变石墨烯的电门就可调控石墨烯器件的光电特性。目前，大量的可调谐太赫兹石墨烯器件被报道[1-4]。

作为窄的离散状态和宽的连续状态之间耦合的结果[5]，Fano共振能够产生非对称的传输谱和反射谱以及对称的吸收谱。在远场，这种效应表现为增强反射、抑制透射;在近场，表现为强的电场局域。基于传输曲线或反射曲线的陡峭特性，各种窄带滤波器被设计[6-7]。基于大的电场提高，吸波体和非线性介质开关被制作[8-9]。

如果将Fano共振效应应用于石墨烯器件中，那么通过控制石墨烯电门就可以平移系统的传输谱，这样可实现高低通之间的转换，即实现可调谐光开关的功能。同时，石墨烯作为一种有耗材料可有效吸收入射能量，因此基于Fano共振的石墨烯器件也可作为可调谐吸波体。然而，若直接将石墨烯单层嵌入到典型的栅/波导结构中，由于厚的波导层，石墨烯的调节能力会受到很大限制。为此，本文中使用石墨烯介质堆栈替代石墨烯单层，而每个周期单元中介质厚度较小，最终，改进的结构具有强的调谐能力。

1 石墨烯模型

石墨烯可看作理想的2维材料或真实的3维超薄材料。作为2维材料，石墨烯的电特性使用表面电导率σg来表征,电导率σg包括带内贡献和带外贡献。……