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申请/专利权人：宁波大学

摘要：本发明公开了一种基于石墨烯的表面等离子激元的SWAP门，包括基底、缓冲层、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第一弧形波导、第二弧形波导、第三弧形波导、第四弧形波导、第一微环谐振腔、第二微环谐振腔、第三微环谐振腔和第四微环谐振腔，四个微环谐振腔形成级联结构，结构简单紧凑，第一直波导、第二直波导、第三直波导、第一微环谐振腔、第二微环谐振腔、第三微环谐振腔、第四微环谐振腔、第一弧形波导、第二弧形波导、第三弧形波导和第四弧形波导在结构上相互配合，满足了石墨烯表面等离激元的传播条件；优点是通过石墨烯表面等离激元实现SWAP门功能，尺寸较小，结构紧凑性强，利于片上集成。

主权项：1.一种基于石墨烯表面等离子激元的SWAP门，其特征在于包括基底、缓冲层、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第一弧形波导、第二弧形波导、第三弧形波导、第四弧形波导、第一微环谐振腔、第二微环谐振腔、第三微环谐振腔和第四微环谐振腔；所述的基底和所述的缓冲层均为长方体结构，所述的基底的长边尺寸等于所述的缓冲层的长边尺寸，所述的基底的宽边尺寸等于所述的缓冲层的宽边尺寸，所述的缓冲层平铺在所述的基底上将所述的基底的上表面完全盖住；将所述的缓冲层的长边方向作为左右方向，宽边方向作为前后方向；所述的第一直波导、所述的第二直波导和所述的第三直波导分别平铺设置在所述的缓冲层上表面，所述的第一直波导、所述的第二直波导和所述的第三直波导分别平行于所述的缓冲层的长边，所述的第二直波导位于所述的第一直波导的前侧，所述的第一直波导、所述的第二直波导和所述的第三直波导的宽度均为30nm，所述的第一直波导的长度为100nm，所述的第二直波导的长度为850nm，所述的第三直波导的长度为850nm，所述的第一微环谐振腔、所述的第二微环谐振腔、所述的第三微环谐振腔和所述的第四微环谐振腔分别平铺设置在所述的缓冲层的上表面，所述的第一微环谐振腔位于所述的第二直波导的前侧，如果所述的第一微环谐振腔向后平移20nm，所述的第二直波导会与所述的第一微环谐振腔外壁相切，所述的第二微环谐振腔和所述的第三微环谐振腔分别位于所述的第二直波导和所述的第三直波导之间，且所述的第二微环谐振腔位于所述的第三微环谐振腔的前侧，如果所述的第二微环谐振腔向前平移2nm，所述的第二直波导会与所述的第二微环谐振腔的外壁相切，如果所述的第二微环谐振腔向后平移4nm，所述的第二微环谐振腔的外壁会与所述的第三微环谐振腔的外壁相切，如果所述的第三微环谐振腔向后平移2nm，所述的第三直波导会与所述的第三微环谐振腔的外壁相切，所述的第四微环谐振腔位于所述的第三直波导的后侧，如果所述的第四微环谐振腔向前平移20nm，所述的第三直波导会与所述的第四微环谐振腔外壁相切，所述的第一微环谐振腔与所述的第四微环谐振腔的圆心之间的距离为708nm，所述的第二微环谐振腔与所述的第三微环谐振腔的圆心之间的距离为204nm；所述的第一微环谐振腔的圆心与所述的第四微环谐振腔的圆心连线、所述的第二微环谐振腔的圆心与所述的第三微环谐振腔的圆心连线分别与所述的缓冲层的宽边平行，所述的第一微环谐振腔、所述的第二微环谐振腔、所述的第三微环谐振腔和所述的第四微环谐振腔的内圈半径均为70nm，外圈半径均为100nm；所述的第一弧形波导、所述的第二弧形波导、所述的第三弧形波导和所述的第四弧形波导的内径均为94.5nm，外径均为124.5nm；所述的第二直波导的左端与所述的第一弧形波导的右端连接，所述的第一弧形波导的后端与所述的第二弧形波导的前端连接，所述的第二弧形波导的左端与所述的第一直波导的右端相连接，所述的第三弧形波导的左端与所述的第一直波导的右端连接，所述的第三弧形波导的后端与所述的第四弧形波导的前端连接，所述的第四弧形波导的右端与所述的第三直波导的左端相连，所述的第一直波导的左端为所述的SWAP门的输入端，所述的第二直波导的右端为所述的SWAP门的第一输出端，所述的第三直波导的右端为所述的SWAP门的第二输出端；所述的第一直波导由第一底层直波导、第一中层直波导、第二中层直波导、第三中层直波导、第四中层直波导、第五中层直波导和第一上层直波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第一底层直波导的材料为二氧化硅，所述的第一底层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第一中层直波导和所述的第二中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第一中层直波导和所述的第二中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第三中层直波导的材料为石墨烯，所述的第三中层直波导的厚度为1nm，宽度为30nm，所述的第四中层直波导和所述的第五中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第四中层直波导和所述的第五中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第一上层直波导的材料为二氧化硅，所述的第一上层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第一底层直波导位于最底层，所述的第一中层直波导和所述的第二中层直波导并行间隔设置在所述的第一底层直波导上，所述的第一中层直波导和所述的第二中层直波导之间的距离为28nm，所述的第三中层直波导设置在所述的第一中层直波导和所述的第二中层直波导上，所述的第四中层直波导和所述的第五中层直波导并行间隔设置在所述的第三中层直波导上，且所述的第四中层直波导和所述的第五中层直波导之间的距离为28nm，所述的第一上层直波导设置在所述的第四中层直波导和所述的第五中层直波导上；所述的第二直波导由第二底层直波导、第六中层直波导、第七中层直波导、第八中层直波导、第九中层直波导、第十中层直波导和第二上层直波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第二底层直波导的材料为二氧化硅，所述的第二底层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第六中层直波导和所述的第七中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第六中层直波导和所述的第七中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第八中层直波导的材料为石墨烯，所述的第八中层直波导的厚度为1nm，宽度为30nm，所述的第九中层直波导和所述的第十中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第九中层直波导和所述的第十中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第二上层直波导的材料为二氧化硅，所述的第二上层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第二底层直波导位于最底层，所述的第六中层直波导和所述的第七中层直波导并行间隔设置在所述的第二底层直波导上，所述的第六中层直波导和所述的第七中层直波导之间的距离为28nm，所述的第八中层直波导设置在所述的第六中层直波导和所述的第七中层直波导上，所述的第九中层直波导和所述的第十中层直波导并行间隔设置在所述的第八中层直波导上，且所述的第九中层直波导和所述的第十中层直波导之间的距离为28nm，所述的第二上层直波导设置在所述的第九中层直波导和所述的第十中层直波导上；所述的第三直波导由第三底层直波导、第十一中层直波导、第十二中层直波导、第十三中层直波导、第十四中层直波导、第十五中层直波导和第三上层直波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第三底层直波导的材料为二氧化硅，所述的第三底层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第十一中层直波导和所述的第十二中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第十一中层直波导和所述的第十二中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第十三中层直波导的材料为石墨烯，所述的第十三中层直波导的厚度为1nm，宽度为30nm，所述的第十四中层直波导和所述的第十五中层直波导的材料均为二氧化硅，所述的第十四中层直波导和所述的第十五中层直波导的厚度均为18nm，宽度均为1nm，所述的第三上层直波导的材料为二氧化硅，所述的第三上层直波导的厚度为20nm，宽度为30nm，所述的第三底层直波导位于最底层，所述的第十一中层直波导和所述的第十二中层直波导并行间隔设置在所述的第三底层直波导上，所述的第十一中层直波导和所述的第十二中层直波导之间的距离为28nm，所述的第十三中层直波导设置在所述的第十一中层直波导和所述的第十二中层直波导上，所述的第十四中层直波导和所述的第十五中层直波导并行间隔设置在所述的第十三中层直波导上，且所述的第十四中层直波导和所述的第十五中层直波导之间的距离为28nm，所述的第三上层直波导设置在所述的第十四中层直波导和所述的第十五中层直波导上；所述的第一弧形波导由第一底层弧形波导、第一中层弧形波导、第二中层弧形波导、第三中层弧形波导、第四中层弧形波导、第五中层弧形波导和第一上层弧形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第一底层弧形波导、所述的第一中层弧形波导、所述的第二中层弧形波导、所述的第三中层弧形波导、所述的第四中层弧形波导、所述的第五中层弧形波导和所述的第一上层弧形波导的弧度均为90度，所述的第一底层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第一底层弧形波导的厚度为20nm，所述的第一底层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第一中层弧形波导和所述的第二中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第一中层弧形波导和所述的第二中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第一中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第二中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第三中层弧形波导的材料为石墨烯，所述的第三中层弧形波导的厚度为1nm，所述的第三中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第四中层弧形波导和所述的第五中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第四中层弧形波导和所述的第五中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第三中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第四中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第一上层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第一上层弧形波导的厚度为20nm，所述的第一上层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第一底层弧形波导、所述的第一中层弧形波导、所述的第二中层弧形波导、所述的第三中层弧形波导、所述的第四中层弧形波导、所述的第五中层弧形波导和所述的第一上层弧形波导的圆心位于同一直线上，所述的第一底层弧形波导位于最底层，所述的第一中层弧形波导和所述的第二中层弧形波导并行间隔设置在所述的第一底层弧形波导上，且所述的第一中层弧形波导同心设置在所述的第二中层弧形波导的内侧，所述的第三中层弧形波导设置在所述的第一中层弧形波导和所述的第二中层弧形波导上，所述的第四中层弧形波导和所述的第五中层弧形波导并行间隔设置在所述的第三中层弧形波导上，且所述的第四中层弧形波导同心设置在所述的第五中层弧形波导的内侧，所述的第一上层弧形波导设置在所述的第四中层弧形波导和所述的第五中层弧形波导上；所述的第二弧形波导由第二底层弧形波导、第六中层弧形波导、第七中层弧形波导、第八中层弧形波导、第九中层弧形波导、第十中层弧形波导和第二上层弧形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第二底层弧形波导、所述的第六中层弧形波导、所述的第七中层弧形波导、所述的第八中层弧形波导、所述的第九中层弧形波导、所述的第十中层弧形波导和所述的第二上层弧形波导的弧度均为90度，所述的第二底层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第二底层弧形波导的厚度为20n，所述的第二底层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第六中层弧形波导和所述的第七中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第六中层弧形波导和所述的第七中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第六中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第七中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第八中层弧形波导的材料为石墨烯，所述的第八中层弧形波导的厚度为1nm，所述的第八中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第九中层弧形波导和所述的第十中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第九中层弧形波导和所述的第十中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第八中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第九中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第二上层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第二上层弧形波导的厚度为20nm，所述的第二上层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第二底层弧形波导、所述的第六中层弧形波导、所述的第七中层弧形波导、所述的第八中层弧形波导、所述的第九中层弧形波导、所述的第十中层弧形波导和所述的第二上层弧形波导的圆心位于同一直线上，所述的第二底层弧形波导位于最底层，所述的第六中层弧形波导和所述的第七中层弧形波导并行间隔设置在所述的第二底层弧形波导上，且所述的第六中层弧形波导同心设置在所述的第七中层弧形波导的内侧，所述的第八中层弧形波导设置在所述的第六中层弧形波导和所述的第七中层弧形波导上，所述的第九中层弧形波导和所述的第十中层弧形波导并行间隔设置在所述的第八中层弧形波导上，且所述的第九中层弧形波导同心设置在所述的第十中层弧形波导的内侧，所述的第二上层弧形波导设置在所述的第九中层弧形波导和所述的第十中层弧形波导上；所述的第三弧形波导由第三底层弧形波导、第十一中层弧形波导、第十二中层弧形波导、第十三中层弧形波导、第十四中层弧形波导、第十五中层弧形波导和第三上层弧形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第三底层弧形波导、所述的第十一中层弧形波导、所述的第十二中层弧形波导、所述的第十三中层弧形波导、所述的第十四中层弧形波导、所述的第十五中层弧形波导和所述的第三上层弧形波导的弧度均为90度，所述的第三底层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第三底层弧形波导的厚度为20n，所述的第三底层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第十一中层弧形波导和所述的第十二中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十一中层弧形波导和所述的第十二中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第十一中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第十二中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第十三中层弧形波导的材料为石墨烯，所述的第十三中层弧形波导的厚度为1nm，所述的第十三中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第十四中层弧形波导和所述的第十五中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十四中层弧形波导和所述的第十五中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第十三中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第十四中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第三上层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第三上层弧形波导的厚度为20nm，所述的第三上层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第三底层弧形波导、所述的第十一中层弧形波导、所述的第十二中层弧形波导、所述的第十三中层弧形波导、所述的第十四中层弧形波导、所述的第十五中层弧形波导和所述的第三上层弧形波导的圆心位于同一直线上，所述的第三底层弧形波导位于最底层，所述的第十一中层弧形波导和所述的第十二中层弧形波导并行间隔设置在所述的第三底层弧形波导上，且所述的第十一中层弧形波导同心设置在所述的第十二中层弧形波导的内侧，所述的第十三中层弧形波导设置在所述的第十一中层弧形波导和所述的第十二中层弧形波导上，所述的第十四中层弧形波导和所述的第十五中层弧形波导并行间隔设置在所述的第十三中层弧形波导上，且所述的第十四中层弧形波导同心设置在所述的第十五中层弧形波导的内侧，所述的第三上层弧形波导设置在所述的第十四中层弧形波导和所述的第十五中层弧形波导上；所述的第四弧形波导由第四底层弧形波导、第十六中层弧形波导、第十七中层弧形波导、第十八中层弧形波导、第十九中层弧形波导、第二十中层弧形波导和第四上层弧形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第四底层弧形波导、所述的第十六中层弧形波导、所述的第十七中层弧形波导、所述的第十八中层弧形波导、所述的第十九中层弧形波导、所述的第二十中层弧形波导和所述的第四上层弧形波导的弧度均为90度，所述的第四底层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第四底层弧形波导的厚度为20n，所述的第四底层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第十六中层弧形波导和所述的第十七中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十六中层弧形波导和所述的第十七中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第十六中层弧形波导的内径为124.5nm，外径为125.5nm，所述的第十七中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第十八中层弧形波导的材料为石墨烯，所述的第十八中层弧形波导的厚度为1nm，所述的第十八中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第十九中层弧形波导和所述的第二十中层弧形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十九中层弧形波导和所述的第二十中层弧形波导的厚度均为18nm，所述的第十八中层弧形波导的内径为123.5nm，外径为124.5nm，所述的第十九中层弧形波导的内径为94.5nm，外径为95.5nm，所述的第四上层弧形波导的材料为二氧化硅，所述的第四上层弧形波导的厚度为20nm，所述的第四上层弧形波导的内径为94.5nm，外径为124.5nm，所述的第四底层弧形波导、所述的第十六中层弧形波导、所述的第十七中层弧形波导、所述的第十八中层弧形波导、所述的第十九中层弧形波导、所述的第二十中层弧形波导和所述的第四上层弧形波导的圆心位于同一直线上，所述的第四底层弧形波导位于最底层，所述的第十六中层弧形波导和所述的第十七中层弧形波导并行间隔设置在所述的第四底层弧形波导上，且所述的第十六中层弧形波导同心设置在所述的第十七中层弧形波导的内侧，所述的第十八中层弧形波导设置在所述的第十六中层弧形波导和所述的第十七中层弧形波导上，所述的第十九中层弧形波导和所述的第二十中层弧形波导并行间隔设置在所述的第十八中层弧形波导上，且所述的第十九中层弧形波导同心设置在所述的第二十中层弧形波导的内侧，所述的第四上层弧形波导设置在所述的第十九中层弧形波导和所述的第二十中层弧形波导上；所述的第一微环谐振腔由第一底层环形波导、第一中层环形波导、第二中层环形波导、第三中层环形波导、第四中层环形波导、第五中层环形波导和第一上层环形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第一底层环形波导、所述的第一中层环形波导、所述的第二中层环形波导、所述的第三中层环形波导、所述的第四中层环形波导、所述的第五中层环形波导和所述的第一上层环形波导的弧度均为90度，所述的第一底层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第一底层环形波导的厚度为20n，所述的第一底层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第一中层环形波导和所述的第二中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第一中层环形波导和所述的第二中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第一中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第二中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第三中层环形波导的材料为石墨烯，所述的第三中层环形波导的厚度为1nm，所述的第三中层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第四中层环形波导和所述的第五中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第四中层环形波导和所述的第五中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第三中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第四中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第一上层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第一上层环形波导的厚度为20nm，所述的第一上层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第一底层环形波导、所述的第一中层环形波导、所述的第二中层环形波导、所述的第三中层环形波导、所述的第四中层环形波导、所述的第五中层环形波导和所述的第一上层环形波导的圆心位于同一直线上，所述的第一底层环形波导位于最底层，所述的第一中层环形波导和所述的第二中层环形波导间隔设置在所述的第一底层环形波导上，且所述的第一中层环形波导同心设置在所述的第二中层环形波导的内侧，所述的第三中层环形波导设置在所述的第一中层环形波导和所述的第二中层环形波导上，所述的第四中层环形波导和所述的第五中层环形波导间隔设置在所述的第三中层环形波导上，且所述的第四中层环形波导同心设置在所述的第五中层环形波导的内侧，所述的第一上层环形波导设置在所述的第四中层环形波导和所述的第五中层环形波导上；所述的第二微环谐振腔由第二底层环形波导、第六中层环形波导、第七中层环形波导、第八中层环形波导、第九中层环形波导、第十中层环形波导和第二上层环形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第二底层环形波导、所述的第六中层环形波导、所述的第七中层环形波导、所述的第八中层环形波导、所述的第九中层环形波导、所述的第十中层环形波导和所述的第二上层环形波导的弧度均为90度，所述的第二底层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第二底层环形波导的厚度为20n，所述的第二底层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第六中层环形波导和所述的第七中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第六中层环形波导和所述的第七中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第六中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第七中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第八中层环形波导的材料为石墨烯，所述的第八中层环形波导的厚度为1nm，所述的第八中层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第九中层环形波导和所述的第十中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第九中层环形波导和所述的第十中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第九中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第十中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第二上层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第二上层环形波导的厚度为20nm，所述的第二上层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第二底层环形波导、所述的第六中层环形波导、所述的第七中层环形波导、所述的第八中层环形波导、所述的第九中层环形波导、所述的第十中层环形波导和所述的第二上层环形波导的圆心位于同一直线上，所述的第二底层环形波导位于最底层，所述的第六中层环形波导和所述的第七中层环形波导间隔设置在所述的第二底层环形波导上，且所述的第六中层环形波导同心设置在所述的第七中层环形波导的内侧，所述的第八中层环形波导设置在所述的第六中层环形波导和所述的第七中层环形波导上，所述的第九中层环形波导和所述的第十中层环形波导间隔设置在所述的第八中层环形波导上，且所述的第九中层环形波导同心设置在所述的第十中层环形波导的内侧，所述的第二上层环形波导设置在所述的第九中层环形波导和所述的第十中层环形波导上；所述的第三微环谐振腔由第三底层环形波导、第十一中层环形波导、第十二中层环形波导、第十三中层环形波导、第十四中层环形波导、第十五中层环形波导和第三上层环形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第三底层环形波导、所述的第十一中层环形波导、所述的第十二中层环形波导、所述的第十三中层环形波导、所述的第十四中层环形波导、所述的第十五中层环形波导和所述的第三上层环形波导的弧度均为90度，所述的第三底层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第三底层环形波导的厚度为20n，所述的第三底层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第十一中层环形波导和所述的第十二中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十一中层环形波导和所述的第十二中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第十一中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第十二中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第十三中层环形波导的材料为石墨烯，所述的第十三中层环形波导的厚度为1nm，所述的第十三中层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第十四中层环形波导和所述的第十五中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十四中层环形波导和所述的第十五中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第十四中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第十五中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第三上层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第三上层环形波导的厚度为20nm，所述的第三上层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第三底层环形波导、所述的第十一中层环形波导、所述的第十二中层环形波导、所述的第十三中层环形波导、所述的第十四中层环形波导、所述的第十五中层环形波导和所述的第三上层环形波导的圆心位于同一直线上，所述的第三底层环形波导位于最底层，所述的第十一中层环形波导和所述的第十二中层环形波导间隔设置在所述的第三底层环形波导上，且所述的第十一中层环形波导同心设置在所述的第十二中层环形波导的内侧，所述的第十三中层环形波导设置在所述的第十一中层环形波导和所述的第十二中层环形波导上，所述的第十四中层环形波导和所述的第十五中层环形波导间隔设置在所述的第十三中层环形波导上，且所述的第十四中层环形波导同心设置在所述的第十五中层环形波导的内侧，所述的第三上层环形波导设置在所述的第十四中层环形波导和所述的第十五中层环形波导上；所述的第四微环谐振腔由第四底层环形波导、第十六中层环形波导、第十七中层环形波导、第十八中层环形波导、第十九中层环形波导、第二十中层环形波导和第四上层环形波导通过CMOS兼容工艺连接形成，所述的第四底层环形波导、所述的第十六中层环形波导、所述的第十七中层环形波导、所述的第十八中层环形波导、所述的第十九中层环形波导、所述的第二十中层环形波导和所述的第四上层环形波导的弧度均为90度，所述的第四底层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第四底层环形波导的厚度为20n，所述的第四底层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第十六中层环形波导和所述的第十七中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十六中层环形波导和所述的第十七中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第十六中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第十七中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第十八中层环形波导的材料为石墨烯，所述的第十八中层环形波导的厚度为1nm，所述的第十八中层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第十九中层环形波导和所述的第二十中层环形波导的材料均为二氧化硅，所述的第十九中层环形波导和所述的第二十中层环形波导的厚度均为18nm，所述的第十九中层环形波导的内径为99nm，外径为100nm，所述的第二十中层环形波导的内径为70nm，外径为71nm，所述的第四上层环形波导的材料为二氧化硅，所述的第四上层环形波导的厚度为20nm，所述的第四上层环形波导的内径为70nm，外径为100nm，所述的第四底层环形波导、所述的第十六中层环形波导、所述的第十七中层环形波导、所述的第十八中层环形波导、所述的第十九中层环形波导、所述的第二十中层环形波导和所述的第四上层环形波导的圆心位于同一直线上，所述的第四底层环形波导位于最底层，所述的第十六中层环形波导和所述的第十七中层环形波导间隔设置在所述的第四底层环形波导上，且所述的第十六中层环形波导同心设置在所述的第十七中层环形波导的内侧，所述的第十八中层环形波导设置在所述的第十六中层环形波导和所述的第十七中层环形波导上，所述的第十九中层环形波导和所述的第二十中层环形波导间隔设置在所述的第十八中层环形波导上，且所述的第十九中层环形波导同心设置在所述的第二十中层环形波导的内侧，所述的第四上层环形波导设置在所述的第十九中层环形波导和所述的第二十中层环形波导上。

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