《基於電致折射率變化的石墨烯電光強度調製器基礎研究》是依託電子科技大學,由陸榮國擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於電致折射率變化的石墨烯電光強度調製器基礎研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陸榮國
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
調製速度高、消光比高、調製頻寬大的集成光波導調製器是光通信的關鍵器件。找到一種具有足夠光調製速度和強度，又能與氧化物金屬半導體互補相兼容的材料，成為目前學術界的研究熱點，同時在產業界也具有重要意義和巨大需求。本項目提出一種基於A-B堆垛的雙層石墨烯的寬頻、高消光比的集成光波導電光強度調製器。該調製器採用馬赫-曾德爾脊形波導結構，電極採用行波電極，通過外加電場改變石墨烯的二階非線性光學係數來實現調製。和石墨烯電吸收調製器相比，該調製器具有更大的調製頻寬和更高的消光比。項目研究目標是揭示石墨烯中微波與光波相互作用的機理，探索A-B堆垛的雙層石墨烯在外加電場作用下可調超高二階非線性光學係數的產生機理，解決器件設計、製備工藝和性能測試中的關鍵技術，完成相關實驗驗證所提理論模型。項目涉及材料學、光電子學等多個學科，項目研究領域極具發展潛力，因此在學術上和套用上都極具價值。
結題摘要
調製速度高、消光比高、調製頻寬大的集成光波導調製器是光通信的關鍵器件。石墨烯是一種具有足夠光調製速度，又能與氧化物金屬半導體互補相兼容的材料。因此，石墨烯光調製器成為目前學術界的研究熱點，同時在產業界也具有重要意義和巨大需求。項目主要完成了以下工作：1、設計了一種新型石墨烯電吸收調製器，經過仿真計算該調製器的消光比可達34 dB，3 dB 頻寬可達100GHz，能耗為17.6 fJ/bit。2、提出了一種基於平面光波導石墨烯高速相位光調製器，仿真結果顯示，此波導結構對TE模具有較好的相位調製功能，該結構光調製器只需要75.6µm長度即可實現π相位的改變數，3dB調製頻寬可高達119.5 GHz，功耗只有0.452 pJ/bit。3、提出了一種基於石墨烯-D型光纖吸收型光調製器，仿真結果顯示該調製器的消光比可達17.8 dB，3 dB 頻寬可達97.26GHz，能耗為24.3 fJ/bit。4、提出了一種基於石墨烯的偏振無關吸收型光調製器結構，仿真計算結果表明，30μm長的調製區域，波長在1.45μm~1.65μm範圍變化，對TE、TM模都能實現高於20dB的消光比， TE和TM的消光比差值小於2.3dB，在“ON”狀態下，其偏振相關度小於0.1dB，而其3dB調製頻寬可高達139.6GHz。5、提出了一種基於石墨烯-硫系玻璃平面波導型近中紅外光調製器，仿真計算結果表明，在入射光波長分別為1.55μm、2μm、2.5μm、3μm時，400μm長度的石墨烯-硫系玻璃光調製器可實現的消光比分別大於30dB、30dB、26dB、11.3dB，3dB調製頻寬可高達122GHz。6、調製器行波電極的最佳化設計、製備與測試。7、對石墨烯調製器的製備工藝進行了初步探索。
