基于光学Tamm态的石墨烯光子器件的研究

发布时间：2021-01-09 22:02

　　当代社会,光通信技术在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。因此,大力发展光通信技术,提高全光网络的效率及速度成了当今社会亟待解决的问题。光通信技术的发展离不开光信号处理器件,光开关和光调制器是光信号处理器件的重要组成部分。光开关主要用来实现全光层次的路由选择,波长选择,光交叉连接,自愈保护等功能。光调制器可以通过电压或电场的变化最终调控输出光的折射率、吸收率、振幅或相位。石墨烯材料具有零带隙结构、超高的载流子迁移率、高速运行等优异的特性。光学Tamm态（Optical Tamm States,OTS）作为一种新型的局域界面模,可以在平面结构中被TE和TM偏振光同时激发而且入射角和色散调节元件均不需特定。本文利用金属-分布式布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflection,DBR）结构中OTS的特性结合石墨烯的特性,提出并设计了基于光学Tamm态的石墨烯光开关和石墨烯光调制器。具体研究内容如下:（1）OTS在光子晶体异质结构和光子晶体-金属结构研究中表现出良好的光学特性。本文主要研究了M-DBR结构中的OTS,以及OTS的形成机理和理论模型,并运用COMSOL仿真软... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统机械光开关原理示意图

图 1.2 MEMS 光开关的二维结构示意图图 1.3 MEMS 光开关的三维结构示意图主要由交叉的硅波导、交叉点微型管道共同构成。其运用毛细管液填充至微型管道之中，当光入射且需进行交换时，液体内的热导的光将会因为气泡向输出波导反射，如图 1.4 所示。与机械光面）对光反射的原理，所以对于偏振并不敏感，对协议、速率等级，串扰较小，可扩展性突出。不过由于液体生存性、状态控

图 1.3 MEMS 光开关的三维结构示意图由交叉的硅波导、交叉点微型管道共同构成。其运用毛充至微型管道之中，当光入射且需进行交换时，液体内光将会因为气泡向输出波导反射，如图 1.4 所示。与机对光反射的原理，所以对于偏振并不敏感，对协议、速，串扰较小，可扩展性突出。不过由于液体生存性、状靠性受到一定影响。图 1.4 气泡光开关示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]金属介电常数的色散模型对光学Tamm态的影响[J]. 蒋和伦,刘启能.  计算物理. 2016(05)
[2]金属材料对M-PC-M结构中光学Tamm态的影响[J]. 刘启能,刘沁.  激光与红外. 2016(08)
[3]The wide-angle perfect absorption based on the optical Tamm states[J]. 陈宪锋,李淑娟,张艳,金子涵,唐斌.  Optoelectronics Letters. 2014(04)
[4]高速光子晶体光开关的设计[J]. 陈鹤鸣,卫晓颖.  光电工程. 2013(11)
[5]单层与双层石墨烯的光学吸收性质研究[J]. 陈英良,冯小波,侯德东.  物理学报. 2013(18)
[6]旋转双层石墨烯的电子结构[J]. 吴江滨,张昕,谭平恒,冯志红,李佳.  物理学报. 2013(15)
[7]用于微波光子系统的铌酸锂集成电光调制器研究[J]. 舒平,华勇,张鸿举,胡红坤.  半导体光电. 2012(06)
[8]应用于数字和模拟光通信的高速电吸收光调制器[J]. 熊兵,徐建明,孙长征,王健,罗毅.  中国通信. 2009(03)
[9]LiNbO3电光调制器的发展现状与优化设计[J]. 郭军,袁一方,王见平.  光学仪器. 2005(04)
[10]光开关研究进展[J]. 王刚,明安杰,梁静秋.  微纳电子技术. 2005(04)

博士论文
[1]硅基聚合物热光开关器件及其可靠性研究[D]. 刘玉芬.吉林大学 2015
[2]金属—分布式布拉格反射镜结构中的光学Tamm态[D]. 周海春.华中科技大学 2012
[3]载流子色散型硅基光波导器件研究[D]. 赵勇.浙江大学 2011

硕士论文
[1]基于石墨烯材料的光电子器件应用研究[D]. 王玉生.苏州大学 2016
[2]石墨烯光调制器基础研究[D]. 唐琳峰.电子科技大学 2014
[3]石墨烯电吸收型调制器的理论与技术研究[D]. 肖宇泽.电子科技大学 2014
[4]有机聚合物电光调制器的设计与实验研究[D]. 李晨.电子科技大学 2008
[5]光控型全光开关研究[D]. 陈克坚.浙江大学 2004



本文编号：2967479