光調(diào)制器是指將其它形式的信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)的器件,例如電光調(diào)制器,熱光調(diào)制器,聲光調(diào)制器,它們是集成光電子器件的重要組成部分。高速光調(diào)制技術(shù)是未來光通信系統(tǒng)以及光電子集成系統(tǒng)中的核心技術(shù),在光計(jì)算和芯片光互連中應(yīng)用前景巨大。因?yàn)槭┚哂休d流子遷移速率高、吸收光譜寬、CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn),所以近年來,以石墨烯為代表的二維材料被廣泛應(yīng)用于光電子器件領(lǐng)域。然而現(xiàn)有石墨烯光調(diào)制器仍有很多不足,例如石墨烯調(diào)制是偏振敏感的,偏振敏感是石墨烯調(diào)制器從實(shí)驗(yàn)品轉(zhuǎn)為商業(yè)化產(chǎn)品的關(guān)鍵難題之一,只有解決了石墨烯調(diào)制器的偏振敏感問題,才能保證器件在任何偏振光狀態(tài)下都能穩(wěn)定工作。本文以硅為波導(dǎo)材料分析了不同結(jié)構(gòu)的石墨烯調(diào)制器性能,包括:微環(huán)諧振結(jié)構(gòu)調(diào)制器、馬赫-曾德干涉結(jié)構(gòu)調(diào)制器以及直波導(dǎo)光吸收型調(diào)制器。并著重分析了基于矩形波導(dǎo)和光纖的石墨烯調(diào)制器偏振敏感特性,提出了可行的偏振無關(guān)調(diào)制器結(jié)構(gòu),并通過軟件仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了結(jié)構(gòu)的可行性。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.仿真幾種常見的石墨烯調(diào)制器結(jié)構(gòu),分析調(diào)制器的調(diào)制性能,包括工作光譜范圍、3dB帶寬、插入損耗等,并比較了各種類型調(diào)制器之間的性能差異。2.闡述波導(dǎo)模式...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1(a)調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖；(b)覆蓋石墨烯的波導(dǎo)的TM0模場分布情況；(c)石墨烯費(fèi)米能級(jí)隨偏壓的變化情況

圖1-1(a)調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖；(b)覆蓋石墨烯的波導(dǎo)的TM0模場分布情況；(c)石墨烯費(fèi)米能級(jí)隨偏壓的變化情況2011年Liu等人首次報(bào)道了基于硅波導(dǎo)的石墨烯吸收型調(diào)制器[10]，圖1-1(a)顯示了該器件的結(jié)構(gòu)，把CVD生長的石墨烯片轉(zhuǎn)移到絕緣襯底的硅....

圖1-2雙層石墨烯調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖

第一章緒論調(diào)制器[12]。通過精確的設(shè)計(jì)雙層石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，文章[13]實(shí)現(xiàn)了3.3dB插入損耗以及16dB調(diào)制深度。除了波導(dǎo)表層的雙層石墨烯結(jié)構(gòu)以外，雙層石墨烯也可以放在波導(dǎo)中心，由于單層石墨烯吸收調(diào)制器對(duì)光的吸收效果弱，會(huì)導(dǎo)致器件結(jié)構(gòu)很長，施加的偏置電壓大。結(jié)構(gòu)過....

圖1-3(a)微環(huán)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；(b)微環(huán)調(diào)制器的光學(xué)顯微成像圖；(c)3dB調(diào)制帶寬與傳統(tǒng)的硅基電光調(diào)制器相比，石墨烯調(diào)制器擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，如工作光譜范圍寬、3dB帶寬大、調(diào)制深度大、器件尺寸小等

圖1-3(a)微環(huán)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；(b)微環(huán)調(diào)制器的光學(xué)顯微成像圖；(c)3dB調(diào)制帶寬與傳統(tǒng)的硅基電光調(diào)制器相比，石墨烯調(diào)制器擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，如工作光譜寬、3dB帶寬大、調(diào)制深度大、器件尺寸小等。石墨烯基于不同的波導(dǎo)材料硅波導(dǎo)、硫系玻璃波導(dǎo)等，可以設(shè)計(jì)不同工作波段....

圖1-4(a)TE0與TM0的有效折射率實(shí)部隨石墨烯化勢(shì)的變化情況；(b)TE0與TM0的有效折射率虛部隨石墨烯化勢(shì)的變化情況；(c)石墨烯與三氧化二鋁形成的二維超材料結(jié)構(gòu)示意圖

//01giwd(1-1)其中g(shù)表示電導(dǎo)率，ω為角頻率，Δd表示石墨烯厚度。為了使嵌入在硅波導(dǎo)中的石墨烯能夠很好的調(diào)制TM模式，PengX等人[20]采用多層堆積方式形成二維超晶格，增強(qiáng)了石墨烯對(duì)TM模的作用效果。其結(jié)構(gòu)如圖1-4(c)所示....

本文編號(hào)：4003119