石墨烯辅助微纳光纤器件的应用性研究
发布时间：2021-02-25 21:55
微纳光子器件的研究涵盖微米及纳米尺寸上光信号的产生、调制与探测等各个方面。微纳光纤作为一种典型的微纳光学基础结构,具有低的传输损耗、大比例的倏逝场、小的弯曲半径以及重量轻、易操作等特点,是微纳光子器件研究的重要基础。然而微纳光纤的材质一般为SiO2,受自身材料的局限,发展微纳光纤器件的功能受到限制。考虑到微纳光纤自身的强倏逝场容易与周围介质发生相互作用,因此引入功能材料与微纳光纤复合成为了可行方案。石墨烯作为一种典型的二维材料,独特的原子结构赋予其诸多优异性能,如优异的光热性能,此外石墨烯的制备工艺成熟简单,片状石墨烯能方便地修饰包括微纳光纤在内的各种微纳光子器件,石墨烯与微纳光纤的结合,成为了微纳光纤器件研究的新思路。因此,本文结合石墨烯与微纳光纤各自的特征,提出了两个石墨烯辅助微纳光纤器件并研究了器件的应用性能:一个是石墨烯包裹的微纳光纤直波导器件,探究了器件在光操控领域中的应用;另一个是三明治型石墨烯包覆的弓形微纳光纤器件,并将其应用于全光调制与温度传感领域中。论文主要研究内容包括:1.通过求解麦克斯韦方程组,并结合微纳光纤模场仿真探究微纳光纤的光学传输特性...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 微纳光纤器件的研究现状
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的发现与制备
1.3.2 石墨烯的基本性质
1.4 本论文的主要工作及创新点
第二章 微纳光纤的光学理论
2.1 引言
2.2 光纤的基本参数
2.3 微纳光纤的基本传输特性
2.4 微纳光纤的多模传输特性
2.5 本章小结
第三章 石墨烯辅助微纳光纤直波导器件的光操控研究
3.1 引言
3.2 器件的制备
3.2.1 微纳光纤的制备
3.2.2 石墨烯及器件的制备
3.3 性能表征与分析
3.3.1 小功率下光学力对微粒的操控
3.3.2 适宜功率下单个气泡的生长及应用
3.3.3 大功率下漩涡对多个气泡的操控
3.4 本章小结
第四章 石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的研究
4.1 引言
4.2 器件的制备
4.2.1 弓形微纳光纤结构的制备及其原理
4.2.2 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的制备
4.3 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的全光可调性研究
4.4 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的温度传感性研究
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要结论
5.2 工作展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Stimulated Brillouin scattering induced all-optical modulation in graphene microfiber[J]. JIWEN ZHU,XUEMEI CHENG,YALI LIU,RUIDUO WANG,MAN JIANG,DIAO LI,BAOLE LU,ZHAOYU REN. Photonics Research. 2019(01)
[2]石墨烯的机械剥离法制备及表征[J]. 王振廷,戴东言,李洋,尹吉勇. 黑龙江科技大学学报. 2018(02)
[3]液相剥离法制备石墨烯的新进展[J]. 祁帅,黄国强. 材料导报. 2017(17)
[4]石墨烯制备方法及研究进展[J]. 徐婷,李云珂,彭少贤,赵西坡. 化工新型材料. 2017(08)
[5]石墨烯的制备方法[J]. 熊晓桐,黄蓓青,魏先福,王立立,张露. 包装工程. 2017(13)
[6]氧化还原法制备石墨烯及其表征[J]. 刘赐德,丁楠,刘旭焱,肖洁,龚婧. 南阳师范学院学报. 2015(09)
[7]化学气相沉积法生长石墨烯的研究[J]. 史永贵,王东,张进成,张鹏,史学芳,郝跃. 人工晶体学报. 2014(07)
[8]微纳光纤的研究进展[J]. 吴平辉,程波,刘燕萍,梅掌荣. 光通信技术. 2012(10)
[9]石墨烯的SiC外延生长及应用[J]. 陆东梅,杨瑞霞,孙信华,吴华,郝建民. 半导体技术. 2012(09)
硕士论文
[1]微纳光纤模场特性分析及传感应用[D]. 许爱雪.河北工业大学 2017
[2]非绝热锥形微纳光纤的多模效应及其在微混合器中的应用[D]. 徐颖颖.浙江大学 2011
本文编号：3051634
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 微纳光纤器件的研究现状
1.3 石墨烯概述
1.3.1 石墨烯的发现与制备
1.3.2 石墨烯的基本性质
1.4 本论文的主要工作及创新点
第二章 微纳光纤的光学理论
2.1 引言
2.2 光纤的基本参数
2.3 微纳光纤的基本传输特性
2.4 微纳光纤的多模传输特性
2.5 本章小结
第三章 石墨烯辅助微纳光纤直波导器件的光操控研究
3.1 引言
3.2 器件的制备
3.2.1 微纳光纤的制备
3.2.2 石墨烯及器件的制备
3.3 性能表征与分析
3.3.1 小功率下光学力对微粒的操控
3.3.2 适宜功率下单个气泡的生长及应用
3.3.3 大功率下漩涡对多个气泡的操控
3.4 本章小结
第四章 石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的研究
4.1 引言
4.2 器件的制备
4.2.1 弓形微纳光纤结构的制备及其原理
4.2.2 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的制备
4.3 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的全光可调性研究
4.4 三明治型石墨烯包覆弓形微纳光纤器件的温度传感性研究
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 主要结论
5.2 工作展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Stimulated Brillouin scattering induced all-optical modulation in graphene microfiber[J]. JIWEN ZHU,XUEMEI CHENG,YALI LIU,RUIDUO WANG,MAN JIANG,DIAO LI,BAOLE LU,ZHAOYU REN. Photonics Research. 2019(01)
[2]石墨烯的机械剥离法制备及表征[J]. 王振廷,戴东言,李洋,尹吉勇. 黑龙江科技大学学报. 2018(02)
[3]液相剥离法制备石墨烯的新进展[J]. 祁帅,黄国强. 材料导报. 2017(17)
[4]石墨烯制备方法及研究进展[J]. 徐婷,李云珂,彭少贤,赵西坡. 化工新型材料. 2017(08)
[5]石墨烯的制备方法[J]. 熊晓桐,黄蓓青,魏先福,王立立,张露. 包装工程. 2017(13)
[6]氧化还原法制备石墨烯及其表征[J]. 刘赐德,丁楠,刘旭焱,肖洁,龚婧. 南阳师范学院学报. 2015(09)
[7]化学气相沉积法生长石墨烯的研究[J]. 史永贵,王东,张进成,张鹏,史学芳,郝跃. 人工晶体学报. 2014(07)
[8]微纳光纤的研究进展[J]. 吴平辉,程波,刘燕萍,梅掌荣. 光通信技术. 2012(10)
[9]石墨烯的SiC外延生长及应用[J]. 陆东梅,杨瑞霞,孙信华,吴华,郝建民. 半导体技术. 2012(09)
硕士论文
[1]微纳光纤模场特性分析及传感应用[D]. 许爱雪.河北工业大学 2017
[2]非绝热锥形微纳光纤的多模效应及其在微混合器中的应用[D]. 徐颖颖.浙江大学 2011
本文编号：3051634
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