本发明公开了一种新型石墨烯光调制器结构设计。本发明属于集成光子与硅基光子学领域。新型石墨烯光调制器结构包括衬底层，人工超材料波导层，双层石墨烯层，超薄光波导层，低折射率盖层和电极。其中人工超材料波导层由高折射率材料和低折射率材料交替构成；双层石墨烯层由两层石墨烯和电介质填充层构成。本发明将人工超材料结构作为光波导结构的一部分，可以有效地调节光场的分布，增强石墨烯与光的相互作用，从而提高调制的深度和调制效率，同时通过控制倏逝波来减小器件间干扰提高器件的集成密度。该器件具有工作带宽大，调制速率高及结构紧凑等优点，对构建大带宽、高密度集成、高速的片上系统提供了一种有效的解决方案。