石墨烯优良的光学以及电学性质备受学术界关注,其在光电领域的应用,已成为研究热点。石墨烯的特殊能带结构,使得其具有良好的带间光学跃迁性能,并具有宽波段光吸收特性,其吸收波长可覆盖近可见光至远红外全波段。但是,由于单层石墨烯的吸光度偏低,限制了其使用范围,因此,本文围绕增强石墨烯在近红外波段的吸光度进行研究;同时讨论了石墨烯与光波导的集成体微纳结构的光谱吸收特性,为石墨烯的光谱光电器件开发奠定基础。本文针对在外加不同电场的调控下,石墨烯与光波导集成体的红外波段的吸收强度和光谱吸收特性进行研究。将石墨烯与光波导集成,可以增大单层石墨烯与波导相互作用的光程,通过外加电场方法,改变石墨烯的能带特性,既改变其费米能级,实现石墨烯以带间跃迁形式吸收光波的光子能量的调控,从而达到调控石墨烯与光波导集成体对不同波长光波吸收的效果。本文主要研究内容如下:(1)用化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD)制备出高质量石墨烯,同时借助仿真软件Comsol对石墨烯的制备工艺进行分析。(2)分别对石墨烯与光纤的光学特性进行分析,之后对石墨烯与光纤的集成体进行研究:制备出石墨烯与光纤的集成体,并搭建实验平台,分析其在外电场的作用下的光强吸收特性。(3)基于外电场可改变石墨烯的光谱吸收特性的理论,设计了一种串联石墨烯与光波导复合结构的分光与光电转换一体器件,可实现宽波段的分光等效果,对实现光谱仪的微型化具有重要意义。研究表明:石墨烯与光纤集成之后,其吸收特性随外电场调制而变化;石墨烯与光波导集成体的光谱吸收特性可调。石墨烯与光波导集成体的光强与光谱可调性,最终可应用于柔性滤光片等。