基于石墨烯-硅混合波導(dǎo)光學(xué)吸收特性的研究.pdf

1、光子技術(shù)是在現(xiàn)代集成光學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門綜合性技術(shù)。采用光子作為信息的載體，這種基于光子技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸解決方案具有傳輸速率快、傳輸帶寬大、抗電磁干擾能力強(qiáng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。硅基光子學(xué)作為集成光學(xué)里面最具潛力的分支，其核心路線就是利用現(xiàn)有的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工藝加工光子集成器件。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，硅基光子學(xué)在光互聯(lián)、光傳感以及光計(jì)算等前沿光子技術(shù)領(lǐng)域均取得了一系列

2、重大的成果。硅基的光調(diào)制器、濾波器、探測(cè)器以及激光器等關(guān)鍵元器件均已問(wèn)世，其中部分核心器件的性能甚至已經(jīng)達(dá)到了商用化的標(biāo)準(zhǔn)。然而受到材料本身的限制，硅基光子器件的工作帶寬普遍仍然較窄，而且作為間接帶隙的半導(dǎo)體，硅材料的發(fā)光效率也一直不高。
　　近年來(lái)單原子層的石墨烯受到了廣泛的關(guān)注，獨(dú)特的光電特性使其成為了一種極具潛力的光信號(hào)處理材料。將石墨烯集成到光波導(dǎo)上不但可以增強(qiáng)石墨烯與光的相互作用，還可以控制波導(dǎo)中光的傳輸，從而達(dá)到提升硅

3、基光子器件性能的目的。具體來(lái)說(shuō)，零帶隙的石墨烯一般具有非常高的工作帶寬，而且其優(yōu)越的飽和吸收特性也非常適合用來(lái)產(chǎn)生鎖模激光，這些對(duì)未來(lái)全光互聯(lián)芯片的研制都具有重大的戰(zhàn)略意義。
　　本文圍繞石墨烯與硅基光波導(dǎo)器件的集成，以目前國(guó)際最新的研究成果為基礎(chǔ)，對(duì)石墨烯和硅基微環(huán)諧振腔的光傳輸特性進(jìn)行了研究，加工并制備了石墨烯-硅混合光波導(dǎo)器件，完成來(lái)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和結(jié)果分析。本論文首次利用硅基微環(huán)諧振腔精確測(cè)量了石墨烯的線性光學(xué)吸收系數(shù)，