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0.73~1.7μm超宽带微纳光纤波导全光调制器

发布时间:2018-04-04 21:16

  本文选题:全光调制器 切入点:石墨烯 出处:《光谱学与光谱分析》2017年11期


【摘要】:提出了单层石墨烯包裹双锥形微纳光纤复合波导结构,构建了730~1 700nm超宽带微纳光纤波导全光调制器。通过火焰拉锥法将一根标准的通信单模光纤拉成具有双锥形的微纳光纤,在保证通光率的前提下可以极大的提升微纳光纤处的倏逝波与物质的相互作用。利用石墨烯的"超级特征",即单原子层厚度、线性色散的能带结构、超强的载流子带间跃迁及极短的弛豫时间和超宽带光与物质相互作用等,将单层石墨烯作为可饱和吸收体,包裹在双锥形微纳光纤波导的锥体上,以增强该复合波导表面倏逝波与石墨烯的相互作用。静态和动态全光调制实验中采用传统808nm低功率LD作为泵浦光,对谱宽为480~1 700nm的超连续谱探测光实现了光光调制,其泵浦光功率低于50mW,调制深度大于5.7dB,调制速率达到~4kHz。该微纳光纤波导全光调制器,在保证调制深度的情况下,用更低的泵浦功率实现了超宽带的全光调制,以简单、有效、廉价的方式兼容了当前高速光纤通信网络,打开了一扇未来对微纳超快光信号处理的大门。
[Abstract]:A novel single-layer graphene coated double-tapered micro-nano fiber composite waveguide structure is proposed and an all-optical modulator for 730-1 700nm ultra-wideband micro-nano fiber waveguide is constructed.In this paper, a standard single mode optical fiber with double cones is drawn by flame taper method, which can greatly enhance the interaction between evanescent wave and matter at the same time of ensuring the transmission rate.The monolayer graphene is used as a saturable absorber using the "super characteristic" of graphene, that is, the thickness of monatomic layer, the energy band structure of linear dispersion, the super strong carrier band transition, the extremely short relaxation time and the interaction between ultrawideband light and matter, etc.The interaction between evanescent wave and graphene on the surface of the composite waveguide is enhanced by enclosing the cone of the double tapered micro-nano fiber waveguide in order to enhance the interaction between the evanescent wave and graphene.In static and dynamic all-optical modulation experiments, the conventional 808nm low-power LD is used as the pumping light. The optical modulation of the supercontinuous spectral probe with a spectral width of 480 ~ 1 700nm is realized. The pump power is less than 50 MW, the modulation depth is greater than 5.7 dB, and the modulation rate is up to 4 kHz.The micro-nano fiber waveguide all-optical modulator realizes UWB all-optical modulation with lower pump power under the condition of guaranteeing modulation depth, and is compatible with the current high-speed optical fiber communication network in a simple, effective and inexpensive manner.Opened the door to the future of micro-nano ultra-fast optical signal processing.
【作者单位】: 四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所;湖北民族学院信息工程学院;华北光电技术研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(11574221) 湖北省自然科学基金项目(2014CFB612,2015CFC781)资助
【分类号】:TN761

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