基于二硫化钼或硒化砷覆层及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器

发布时间：2017-10-13 16:03

  本文关键词：基于二硫化钼或硒化砷覆层及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器

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【摘要】：从源节点到目的节点的整个传输过程中的数据信号始终使用光信号,在各节点处无光/电或者电/光转以波长路由光交换技术和波分复用传输技术为基础的全光网络,实现在光域上的高速的信息传输和交换。而在信号传输过程中信号的上下载以及信号泄露等检查工作中需要用到光探测器。光探测器是利用光与物质的各种相互作用,把光能转换为其他可感知量的各种器件的总称。而如果在全光条件下,各种光电探测器的局限性就产生了,全光探测器将会是新的热门研究方向。全光探测器是一种能对外部照射光产生响应,但输出信号为内部光波导中的光信号的光光转换响应探测器。全光探测器是未来全光网络的重要组成器件。侧边抛磨光纤是在普通通信光纤基础上制作的一种新型光波导载体。它是利用光学微加工技术,将普通通信光纤抛磨掉一部分包层所制备成的光纤。当包层厚度抛磨减小到一定区域,由于倏逝场的存在,相当于在该区域时形成一个纤芯中光场的“窗口”,人们就有可以利用该光“窗口”的倏逝场来探测、激发、控制在光纤纤芯中的传播光。二硫化钼是近几年涌现出来的具有优异性质的一种层状纳米材料,兼具过渡族金属化合物与二维材料双重特性。与石墨烯不同的是,二硫化钼还拥有直接能带隙。新的功能特性使其成为新的光电平台,包括宽带超快光电探测、电光调制、饱和吸收、参数非线性。过渡金属化合物物材料(TMDs)均是半导体材料。硒化砷作为典型的硫系化合物,在近红外范围内其透光率很高,高的折射率,好的非线性,它还具有光具有光诱导特性,如光致暗化效应。利用二硫化钼或硒化砷与侧边抛磨光纤结合的全光探测器器件目前未见报道。本文研究了一种基于二硫化钼或硒化砷覆层以及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器。首先,本文发现沉积二硫化钼或硒化砷材料后的侧边抛磨光纤具有起偏特性。其次,侧边抛磨光纤作为光波导,信号光在其中传输;二硫化钼或硒化砷作为光响应材料,对外界光刺激做出响应并影响信号光的传输。当外部光照射全光光功率探测器件二硫化钼或硒化砷覆层区域时,光波导中波长传输光的偏振特性随外部照射光的光功率变化,从而实现光光转换响应。本论文创新之处:1.研究发现沉积二硫化钼的侧边抛磨光纤在1550nm处具有偏振特性,沉积硒化砷的侧边抛磨光纤在宽波长范围内(1458nm-1620nm)具有偏振特性;2.实现基于侧边抛磨光纤光波导以及二硫化钼或硒化砷的全光光功率探测器,利用二硫化钼或硒化砷的光响应特性,实现了光光转换。定义了新的参量:光光转换效率。我们定义光光转换效率为光纤波导中相对应响应量与被探测光功率密度的比值,公式为:光光转换效率=相对响应量(I,LPER)/探测功率密度(P)。3.器件中传输信号光的偏振特性,对典型可见光波长的光响应与照射光功率有关,且为线性关系。利用此线性关系,器件可以与光纤检偏器构成全光光功率探测器。
【关键词】：全光探测器 二硫化钼 硒化砷 侧边抛磨光纤 光光转换效率
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253;TN929.1
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 课题研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外现状研究10-18
• 1.2.1 光电探测器与全光探测器10-12
• 1.2.2 二硫化钼材料、硒化砷材料概述12-18
• 1.3 本文主要内容18-20
• 第二章 沉积二硫化钼或硒化砷的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备20-27
• 2.1 侧边抛磨光纤样品准备20-22
• 2.2 脉冲激光沉积法制备探测器样品22-26
• 2.2.1 沉积二硫化钼的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备22-25
• 2.2.2 沉积硒化砷的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 基于二硫化钼全光光功率探测器特性研究27-41
• 3.1 偏振特性理论[50]27-28
• 3.2 基于二硫化钼全光光功率探测器偏振特性28-30
• 3.3 基于二硫化钼全光光功率探测器光响应特性30-35
• 3.4 基于二硫化钼全光光功率探测器时间响应特性35-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 基于硒化砷全光光功率探测器特性研究41-49
• 4.1 基于硒化砷全光光功率探测器偏振特性41-43
• 4.2 基于硒化砷全光光功率探测器光响应特性43-46
• 4.3 基于硒化砷全光光功率探测器时间响应特性46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 总结与展望49-52
• 5.1 总结49-51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-57
• 在校期间发表学术论文57-58
• 致谢58

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本文编号：1025769