石墨烯光调制器基础研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:hellangel112
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在光纤通信和芯片间的光互联应用中,具有高调制速度、小尺寸和大的光带宽等优点的集成光调制器是必不可少的。尽管硅基光调制器在过去几年被大量地研究,但是硅基光调制器的器件尺寸仍然在毫米量级,这主要是因为它很弱的电光性能。石墨烯优越的光子和电子性能使其成为人们关注的焦点,它与硅波导相结合构造的光调制器能够满足光调制器高速、宽带宽和小体积的发展趋势。本论文主要针对上述问题,以基于石墨烯的光调制器作为主要的研究对象。在深入地分析理解了传统光调制器的理论及技术原理后,对基于石墨烯材料的光调制器的基础理论和工作原理进行了详细的分析、研究和讨论。本文的主要内容如下:1.在大量查阅国内外文献的基础上,综述了传统光调制器的基本原理和优缺点,同时对石墨烯光调制器的研究进展做了详尽的分析和介绍,对比了各种结构的石墨烯光调制器的性能参数。2.石墨烯具有独特的光子学和电子学特性。它具有很高的载流子迁移率和光学透明度,还有很好的柔韧性、硬度和稳定性。文章对石墨烯的性质做了系统的整理,并进行了详尽的介绍。3.对几种常用的用于波导模式分析的数值计算方法进行了介绍,包括时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)、束传播法(Beam Propagation Method,BPM)和有效折射率法(Effective Index Method,EIM)。同时,也对调制器的相关性能参数做了介绍。4.研究石墨烯光调制器工作原理,经过整理分析,给出了详尽的石墨烯光调制器工作理论和模型。仿真结果显示,对于绝缘层3.47spacern?的石墨烯水平槽型波导结构,其TM模的模式衰减系数最大可达7.825dB?m,在385nm长的有源调制区域可实现3dB的消光比,调制带宽可达76GHz,能耗仅为0.39 fJ bit。对于绝缘层1.98spacern?的石墨烯水平槽型波导结构,在700nm长的调制区域可实现3dB的消光比,调制带宽可达250GHz,能耗仅为1.82 fJ bit。同时提出了石墨烯垂直槽型波导结构,实现了对TE模式光波7.87dB?m的强烈吸收。最后对石墨烯光调制器的能耗、光带宽和调制带宽进行了详细的分析、研究和讨论。
其他文献
文章从民国建筑群和风貌区本身的空间分布特征入手,在空间聚类的基础上分析了各层级保护区的影响,提出了南京民国建筑整体保护的空间布局方案。这主要包括:南京市域民国建筑主要
<正>邵宏教授著的《美术史的观念》是半个世纪以来中国在西方美术史学研究方面的经典之作。它在研究美术史的变化特征及其原因时介绍了循环论、进化论的螺旋论,很值得设计界
随着显示技术的发展,一种新的能够反映真实场景的高动态范围图像获得了长足的发展。与此同时,传统显示设备有限的动态范围却在一定程度上限制了高动态图像的发展。于是,新的
高含水井层关停经济界限研究属于石油技术经济学的范畴,为油田开发和经济评价决策技术的综合应用技术。从微观上讲,高含水井层关停经济界限研究主要研究油井的经济生产运行与
随着集成电路技术的飞速发展,系统规模越来越大,时钟频率越来越高。传统总线时钟和功耗方面的问题越来越难以解决。片上网络(Network on Chip,NoC)可以很好的解决这些问题。
单脉冲能量是被动锁模光纤激光器的一项重要指标,为了能够大幅度提高锁模光脉冲的能量,人们提出了各种光纤激光器方案。近年来,工作在正色散区的耗散孤子锁模光纤激光器引起
品格证据规则是一项发端于英美法系国家的证据规则,并且,长期以来,该规则在英、美等国的刑事审判中被视为基本的证据规则而存在。品格证据规则的核心在于避免品格证据在刑事
随着现代旅游进入东道主社会,"主—客"间的互动成为可能。作为旅游场景中一个特殊群体,少数民族表演者的个人经历在这种互动中受到深刻影响,包括生存环境、生活习惯、人际交
研究目的探讨和分析传染病自动预警信息系统预警效果的影响因素。研究对象与方法1研究对象本研究资料主要来源于中国疾病预防控制信息系统。在全国范围内选择已经在突发公共
<正>体育舞蹈也称"国际标准交谊舞",是一项新兴起的体育与艺术高度结合的体育项目。它汇聚了运动节奏与音乐的完美结合,观赏娱乐性强。艺术表演富具时代特色,给人们带来无限