几种二维材料在波导激光中的应用及超快激光修饰研究

发布时间：2021-01-16 06:16

　　二维材料是由单层原子组成的晶体材料,由于其独特的力学、光学和电学等特性,已成为当前研究的热点课题。目前,对石墨烯的研究在光学、材料学、电学等多个领域内迅速发展,比如在显示和照明市场,作为透明的电极和柔性的基底应用在LED等照明设备中,同时也可以作为这些器件的背板;石墨烯也可以用作超级电容器,作为常规电解电池的替代品。全球石墨烯市场迅速扩大,在半导体、电子、电池、储能和能量转换以及复合材料等领域所占份额不断增加。石墨烯的快速发展的同时推动了其他具有和石墨烯类似层状结构的材料的研究和发展。随着化学气相沉积（CVD）工艺的进步,通过这种廉价且快捷的制备方法已经合成出石墨烯。这些二维材料独特的光学和非线性光学性质引起了越来越多的研究人员的关注。由于二维材料所具有的单原子层的厚度和与原子层数相关的光学性质,使得其在集成光子学领域具有巨大应用前景。光波导与光纤十分相似,是光子器件的基本元件,是由折射率较低的区域包覆具有较高折射率的波导区域所形成的结构。光波导结构可以将光传输限制在微米或者亚微米量级的极小区域内,从而获得超高的光功率密度,这一点是在体材料中无法轻松做到的。所以,基于光波导结构,并结合... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

石墨烯能级结构示意图}z}

来减少模式数量，但是有个明显的缺点，这将导致接受光的范围减弱。另一方面，??高Ｎ．Ａ．值的波导中，维持单模传输的厚度会较小。按照现有的技术，使用不同??材料来制备波导将会发生很多有趣的变化。图２．１（ｃ）展示了二维光波导结构，即??可以在横向上限制光传输的结构，为波导激光器提供了更丰富的设计。图中所示??的波导结构分别是脊型、条形和埋层通道型光波导，目前有许多技术可以实现这??些结构，包括离子热扩散、离子或质子交换，激光写入，质子束直写，离子、质??子注入后的蚀刻和切割等等［７１，７２，１１８，１１９］。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??Ｖ?痛??實」??平面光波导?脊型、条形和埋层通道智光波导??图２．１?（ａ）平面光波导示意图；（ｂ）平面光波导全反射模型示意图；（ｃ）二维通道型??光波导本意图。??１１??

山东大学博士毕业论文??近似方法来分析端面形状为矩形的通道光波导，如图２．２所示。目前该方法已经??被广泛的应用于获得二维光波导近解析的方法基础。??｜Ｅ?Ｊ?Ａ?ｊ?８??－ａ?ａ??图２．２?Ｍａｒｃａｔｉｌｉ分析中的矩形通道光波导??Ｍａｒｃａｔｉｌｉ认为导模将迅速地散耗并消失在光波导的覆盖层区域中，故图２．２??中所示的阴影部分的电磁场可以被忽略，以至于这个区域电磁场的边界条件也无??需再讨论。根据其理论，导模主要分布在图２．２的区域Ａ中，在Ｂ－Ｅ区域中的电??场强度会随着距离区域Ａ距离增加而快速降低。对于ＴＭ模，主要分析其尽，??尽和碎ｑ；对于ＴＥ模，主要分析各，压和??沿ｘ和ｙ方向的场分布函数＜ｘ）和ｙ（ｙ）有：??ｄ?＋ｋ；ｘ￥（ｘ）?＝?０?（２．１．２３）??ｄ￣ｘ??ｄ?ｙ＋々，〇〇?＝?０?（２．１．２４）??ｄ?ｙ?ｙ??根据Ｍａｒｃａｔｉｌｉ的假设和在光波导条件下的近似考虑，有条件，??并且迅趋近于０

【参考文献】：
硕士论文
[1]晶硅电池的辐照效应与SnSe2材料的带隙调控研究[D]. 孙铖.南京航空航天大学 2019



本文编号：2980309