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随着信息时代的迅速发展,人们对于通信带宽和速度的要求越来越高。通信容量的增加对光通信系统中各器件的性能提出了更高的要求。光调制器是光通信系统中必不可少的器件之一,研究出大消光比,宽带宽的新型电光调制器至关重要。石墨烯具有饱和吸收、超高的载流子迁移率以及超宽的光谱吸收范围等卓越特性,采用石墨烯作为调制器的电光材料,有利于提高调制器的速率及调制深度。D型光纤因纤芯距离外界表面较近,光纤表面具有较强的倏逝场,在D型光纤表面涂覆电光材料时,电光材料可与光进行充分作用,从而大幅度提高调制器的调制效率。与普通D型石墨烯电光调制器相比,级联结构的电光调制器,参数灵活可调,本文结合D型光纤和石墨烯的优势,利用D型光纤的倏逝场特性,提出了一种基于级联结构的D型光纤的石墨烯高速电光调制器并研究基本特性。本文主要研究内容如下:(1)针对石墨烯特殊的电光特性,根据库伯公式对石墨烯的电导率、介电常数、折射率进行了公式推导,并分别对石墨烯的电导率、介电常数、折射率及外加电压与其化学势的关系进行了研究。(2)对基于D型光纤的单层石墨烯电光调制器进行了分析。首先,对调制器的波导结构进行了优化,研究表明选取剩余包层厚度为0.5μm,纤芯半径为3μm,纤芯包层折射率差选择为0.004时,调制器有较好的性能。其次,通过改变石墨烯的化学势,对调制原理进行了验证。最后,对调制器的调制性能进行了分析,计算该单层石墨烯电光调制器的消光比为6.56dB,调制深度为0.033dB/μm。(3)提出了一种基于级联D型光纤的石墨烯电光调制器,有效克服单层石墨烯电光调制器调制深度低的问题。首先,对调制器的结构进行了验证,当D型光纤表面涂覆双层石墨烯时,器件消光比为18dB,调制深度为0.09dB/μm,3dB带宽为18GHz。其次,分析了基于级联结构的D型光纤的石墨烯电光调制器性能,研究了两段光纤中的石墨烯在不同化学势下以及涂覆层数不同时,电光调制器的基本特性。得出当最大调制深度为0.23dB/μm时,所需最大驱动电压分别为0.862V、0.942V。