基于石墨烯与狭缝波导的电光调制器结构设计和特性研究

发布时间：2021-02-26 01:48

　　光调制器是光通信和光互联的重要组成部分,但随着通讯网络的高速发展,现有的光调制器具有窄带宽,大尺寸,高损耗等缺点,已经不能满足发展趋势。由于石墨烯优异的电学和光学特性,研究者逐渐把研究焦点放在石墨烯材料上。石墨烯是一种零带隙、二维蜂窝型新型材料,它具有很高的光耦合效率、对光的吸收表现出无波长选择性、室温下具有极高的载流子迁移率且与CMOS工艺兼容。因此基于石墨烯的电光调制器成为近几年的研究热点。本文介绍了光纤通信的发展及趋势和传统电光调制器的工作原理,按照使用材料将电光调制器分为LiNbO₃电光调制器、III-V族半导体电光调制器和有机聚合物电光调制器,并分析了基于不同材料电光调制器性能的优缺点。对石墨烯的电学和光学特性进行了介绍,包括与光的相互作用强烈、具有很高的稳定性和柔韧性、具有极高的载流子迁移率,这使得它能够很容易地通过场效应和门电压来调节它的化学势和载流子浓度。分析了石墨烯的电导率、介电常数和折射率随石墨烯化学势的变化趋势。通过COMSOL软件仿真将石墨烯狭缝波导与石墨烯条形波导进行对比,表明与石墨烯条形波导相比,石墨烯狭缝波导中心能量大幅度提高,并且狭... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光强度调制图

第一章 绪论为止，电光调制器是国内外调制器领域研究的一个热点，其在光应用也十分广泛。电光调制器抗干扰能力强、传输速度快、结构，其以功耗低，损耗小、速度快以及集成性高等优点在各种光调。根据所用材料的不同，可以将电光调制器分为 LiNbO3电光调导体电光调制器和有机聚合物电光调制器等。O3材料之所以如此受欢迎，是因为其有很强的电光效应，且可，因此被广泛用作波导型有源器件的材料[1]。常见的 LiNbO3电位调制器和强度调制器。而强度调制器可以由两个相位调制器和组成，比如马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型调制器。如图

图 1-3 基于等离子体色散效应的硅基电光调制器发展前景的光电子器件材料就是有机聚合常数、较大的非线性光学系数以及易与其他，它已经被广泛应用于滤波器、激光器、波中制备的调制器器件具有调制速率高和驱动具备其他如下的优点:①具有较低的波导传②可以淀积在半导体衬底上，便于实现光路材料的成分及其分量来控制其电光特性和多优良性能，1990 年基于有机聚合物的调年，一种马赫-曾德尔行波光调制器被报道[11合物光调制器，其调制带宽高达 113 GHz[12在 150~200 GHz 的聚合物电光调制器[13]，的研究领域。光调制器都拥有良好的性能，各具特色，但

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LiNbO3调制器的40GHz宽带调制光源的设计[J]. 祝宁华,黄亨沛,谢亮,刘宇,曾雄文.  半导体学报. 2006(12)
[2]高速LiNbO3电光调制器的最新研究进展[J]. 张金令,代志勇,刘永智.  半导体光电. 2006(05)
[3]全硅集成光学──理论与工艺（Ⅺ）（续十）[J]. 赵策洲.  半导体光电. 1996(04)

博士论文
[1]高速半导体电吸收光调制器与MSM光探测器研究[D]. 于弋川.浙江大学 2007



本文编号：3051886