表面等离子体极化子是由入射电磁波与材料表面的自由电子之间的耦合产生的集体振荡现象[[1], [2], [3]]。这些模式能够将电磁场限制在远小于入射波长的亚波长范围内，从而产生显著的局域场增强效应。因此，表面等离子体极化子在实现纳米尺度上的电子学与光子学集成方面起着重要作用。近年来，得益于它们独特的光学性质以及等离子体材料的微型化潜力，基于表面等离子体极化子的结构在纳米光子学、光学传感以及太赫兹光子器件等领域得到了广泛研究[[4], [5], [6], [7]]。
随着人工微纳结构及超材料的快速发展，量子系统中电磁诱导透明的经典类似现象——等离子体诱导透明效应也引起了人们的极大兴趣[[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]]。等离子体诱导透明效应通常被视为法诺共振的一种特殊表现形式，代表了经典等离子体系统中的类电磁诱导透明干涉现象[15,16]。它源于等离子体结构所支持的不同共振模式与入射电磁波之间的近场耦合，从而导致异常的透射响应[[17], [18], [19]]。传统的等离子体诱导透明效应结构主要基于金属超材料，如分裂环谐振器、纳米棒阵列以及各种等离子体谐振器。然而，金属材料在太赫兹和红外频率范围内存在较大的欧姆损耗，且其光学性质难以实现动态调节[20,21]。这些局限性制约了等离子体诱导透明效应器件在可调光子系统中的应用。由于金属材料通常只能通过调整几何参数来实现静态调制，因此，寻找能够实现动态调制的替代材料以取代传统金属显得十分重要。
近年来，二维材料石墨烯因其独特的电学和光学性质而备受研究关注。石墨烯由单层碳原子以二维蜂窝状晶格排列而成。通过施加外部偏压，可以动态调节其表面导电性，从而有效控制等离子体共振频率[22,23]。此外，石墨烯能够在太赫兹和中红外波段支持高度局域化的表面等离子体模式，并具备局部增强电磁场的能力。这些显著特性使得石墨烯成为开发可调等离子体器件的重要材料平台[[24], [25], [26]]。
将石墨烯与表面等离子体极化子及等离子体诱导透明效应相结合，为设计可主动调制的等离子体器件提供了一种有前景的策略。基于石墨烯的等离子体系统为实现可控的等离子体诱导透明效应提供了灵活的平台。近年来，通过设计不同的石墨烯微纳结构，已经实现了多种等离子体诱导透明效应，包括石墨烯带、环形谐振器以及超表面阵列[[27], [28], [29], [30]]。在这些方法中，双层石墨烯结构因其层间等离子体耦合能够有效调控等离子体诱导透明效应响应而备受关注。例如，张等人提出了一种由两层尺寸不同的平行石墨烯带构成的双层石墨烯超材料，通过这两层石墨烯谐振器之间的等离子体耦合，实现了单一的等离子体诱导透明窗口[31]。赵等人则展示了在远红外频率下工作的光栅耦合双层石墨烯混合结构中的可调等离子体诱导透明效应，该效应依赖于光栅辅助耦合机制，导致器件结构相对复杂，且仅能产生单一的等离子体诱导透明响应[32]。郑等人提出了一种由双石墨烯条带和方形环石墨烯谐振器构成的双层石墨烯超材料，虽然成功实现了等离子体诱导透明效应，但结构较为复杂，研究主要集中于通过调节石墨烯条带与方形环谐振器之间的耦合距离来调制透射光谱[33]。周等人研究了基于双层空心交叉石墨烯阵列的可动态调制的等离子体诱导透明效应，上下层均为空心交叉石墨烯谐振器，从而实现了对单一等离子体诱导透明窗口的主动调制[34]。不过，复杂的几何结构可能会增加制造难度。
先前的研究表明，通过调整结构几何参数或调节石墨烯的费米能级，可以有效控制等离子体共振模式之间的耦合强度，进而调节等离子体诱导透明窗口的位置、带宽以及透射幅度[[35], [36], [37]]。此外，多透明窗口结构也越来越受到关注，因为多等离子体诱导透明效应可用于实现多通道滤波、宽带慢光器件以及多参数传感等功能[38,39]。通常，多个透明窗口是通过引入多个谐振器或设计复杂的耦合结构来实现多模式干涉的。然而，这些方法往往需要复杂的结构设计，且在结构集成和调谐灵活性方面仍存在局限[40,41]。
尽管在基于石墨烯的等离子体诱导透明效应超材料方面已取得显著进展，但大多数已有研究中的结构都依赖于复杂的谐振器几何结构、光栅辅助耦合方案，或者主要致力于实现和调节单一的等离子体诱导透明窗口。如何仅使用简单的石墨烯结构就能实现双等离子体诱导透明效应响应，同时保持良好的可调性和高灵敏度传感性能，仍然是一个挑战。为了解决这些问题，本文提出了一种简单的基于石墨烯的等离子体结构，用以实现双等离子体诱导透明效应。该结构仅由两层石墨烯组成。通过在垂直方向上引入两层二维材料结构，可以有效增强等离子体模式之间的耦合作用，从而获得更丰富的光谱响应特性，实现双等离子体诱导透明效应。此外，还利用时域有限差分法系统研究了结构几何参数和石墨烯费米能级对透射特性的影响，随后又运用耦合模理论计算了等离子体诱导透明效应的透射光谱。最后，评估了该结构的折射率传感性能。研究结果表明，该结构能够产生具有优异可调性和高灵敏度的双重透明窗口，为设计可调太赫兹等离子体器件提供了一种有前景的方案。
