1.一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:包括SOI衬底:SOI衬底由三层组成,上下两层为硅,中间为二氧化硅绝缘层;最上层的硅刻蚀形成换能器装置,包括辅助电极系统(1)、压电机械腔(2)、光声晶体微腔(3)、光波导(4),整个换能器结构全部直接与二氧化硅衬底(5)接触且没有悬空部分;设定:最上层的硅平面上从光声晶体微腔(3)指向压电机械腔(2)的方向为x,y方向垂直于x方向;辅助电极系统(1)为声学辐射壁形状,辅助电极系统(1)沿y方向设置,辅助电极系统(1)包括两层材料:下层为硅材料、上层为电极材料;压电机械腔(2)的压电材料设置在辅助电极系统(1)的硅材料和电极材料之间,辅助电极系统(1)的所述两层材料和压电机械腔(2)的压电材料共同构成压电腔,辅助电极系统(1)与光声晶体微腔(3)在压电机械腔(2)处呈丁字型交叉;光波导(4)位于光声晶体微腔(3)一侧且平行于光声晶体微腔(3);所述光声晶体微腔(3)由带孔的硅纳米梁构成,通过设置硅纳米梁孔系的不同形状、大小和间距,将纳米梁分为声子波导(6)、缺陷区(7)和周期区(8)三个部分,声子进入周期区(8)时,被反射回缺陷区(7),从而实现声子在缺陷区(7)中的局域;以压电机械腔里的机械振子为中介完成微波光子到通信波段光子的转化:压电机械腔中的机械振动产生机械振子,即声子,声子沿声子波导(6)传输进入光声晶体微腔的缺陷区(7),通过光声耦合转化为通信波段光子。
2.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:光波导(4)一端与外部光纤连接,用于激光输入;另一端设置孔系形成声学和光学禁带模式。
3.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:所述辅助电极系统(1)一端连接压电机械腔(2),另一端外接微波电路;并且/或者辅助电极系统(1)的一个声学辐射壁的单元结构为一层,总层数为5-7层。
4.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:辅助电极系统(1)以叉指换能器模式布线,通过压电效应将电极内的微波信号转换为机械腔中的机械振动。
5.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:利用机械振子与声子波导(6),将压电机械与光机械系统联结,使能够完成微波到通信波段光子的转换。
6.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:压电机械腔在硅基上覆盖一层100 nm的z切铌酸锂作为压电材料,铌酸锂层上再覆盖80 nm厚的铝电极。
7.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:辅助电极系统(1)采用铝为电极材料,厚度80nm,且铝电极直接覆盖在硅基上。
8.根据权利要求4所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:辅助电极系统(1)的叉指换能器指条对数可调整。
9.根据权利要求1所述的一种用于微波通信波段光子相干转换的非悬空量子换能器装置,其特征在于:所述光波导(4)能导入外界激光光子,并使其逸散到光声晶体微腔(3)的缺陷区(7)进行光声耦合,光波导(4)采用硅材料。