石墨烯調制器的基礎研究.pdf

1、隨著光纖通信網絡的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的光調制器已經難以滿足其發(fā)展趨勢，因此亟需研究超高調制速率，超寬帶寬的新型光調制器，石墨烯因其優(yōu)異的特性得到了各國研究人員的青睞，與傳統(tǒng)光調制器相比，石墨烯電光調制器能夠實現(xiàn)高調制速率，高消光比以及小尺寸。本文主要對石墨烯電光調制器進行了基礎研究，介紹了各類石墨烯電光調制器的工作原理，提出了多層石墨烯電光調制器以及石墨烯偏振無關電光調制器的模型并對其進行了仿真分析。
　　本研究主要內容包括：⑴介紹了

2、光纖通信的發(fā)展，并在查閱各種文獻以后介紹了各類傳統(tǒng)光調制器的類型以及其優(yōu)缺點。介紹了目前石墨烯電光調制器的研究進展，并對各類石墨烯電光調制器的結構作了簡單的介紹，介紹了這些石墨烯電光調制器的性能參數。⑵對石墨烯材料的基本結構以及各種物理性質進行了介紹，并對石墨烯的光學性質進行了公式推導。對不同類型的石墨烯電光調制器的工作原理進行了詳細的介紹。⑶提出了一種多層石墨烯電光調制器結構，并對其進行了仿真分析。仿真結果顯示，隨著石墨烯層數的增加，

3、其TE、TM模的衰減系數均隨之增大，但四層石墨烯電光調制器以及五層石墨烯電光調制器的TM模衰減系數相近，考慮到工藝問題，最終采用四層石墨烯電光調制器結構。在仿真中觀察到了狹縫效應，并對該結構中狹縫效應的優(yōu)點進行了介紹。接著對四層石墨烯電光調制器的結構參數進行了優(yōu)化，仿真結果顯示其在中間波導層為0.1?m，絕緣層折射率為1.98時效果最佳。在有源調制區(qū)域為5?m時，計算得到該調制器結構的調制帶寬約為100GHz，能耗約為19 fJ/bit