全光调制在下一代光处理中发挥着关键作用，引起了全世界的广泛关注。石墨烯具有非凡的光电特性以及与各种纳米结构的友好集成兼容性，在超快、节能的全光调制方面显示出巨大的潜力。在这里，基于超薄硅/石墨烯混合波导实验证明了高效片上全光调制，该波导与互补金属氧化物半导体兼容且易于制造。由于超薄硅光子平台增强了光与石墨烯的相互作用，大大提高了石墨烯的光学非线性吸收，该结构能够有效增强波导中模场与石墨烯的作用强度，降低双光子吸收，在50 μm的硅波导中实现了超过了2 dB的调制，其饱和阈值小于1×10^-12 J，实验测得的调制效率高达52 dB/mm，初步实验结果表明其调制速率高达几百GHz。。此外，所提出的全光调制器有可能在数百千兆赫的带宽下运行。目前石墨烯在超薄硅光子波导上的混合集成为片上超快、节能的全光信息处理的应用铺平了道路。

 
Fig 1. 基于超薄硅/石墨烯混合波导的全光调制器示意图。 a) 所提出的超薄硅/石墨烯混合波导的 3D 配置。 b）超薄硅/石墨烯混合波导的横截面。 c) 计算的模态场分布 |E|²超薄硅/石墨烯混合波导的基本TE模式的图2。纤芯宽度w_co为1μm，纤芯厚度h_co为100 nm，石墨烯的费米能级为0.3 eV，入射波长