石墨烯調(diào)制器的基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的光調(diào)制器已經(jīng)難以滿足其發(fā)展趨勢，因此亟需研究超高調(diào)制速率，超寬帶寬的新型光調(diào)制器，石墨烯因其優(yōu)異的特性得到了各國研究人員的青睞，與傳統(tǒng)光調(diào)制器相比，石墨烯電光調(diào)制器能夠?qū)崿F(xiàn)高調(diào)制速率，高消光比以及小尺寸。本文主要對石墨烯電光調(diào)制器進行了基礎(chǔ)研究，介紹了各類石墨烯電光調(diào)制器的工作原理，提出了多層石墨烯電光調(diào)制器以及石墨烯偏振無關(guān)電光調(diào)制器的模型并對其進行了仿真分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了

2、光纖通信的發(fā)展，并在查閱各種文獻(xiàn)以后介紹了各類傳統(tǒng)光調(diào)制器的類型以及其優(yōu)缺點。介紹了目前石墨烯電光調(diào)制器的研究進展，并對各類石墨烯電光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)作了簡單的介紹，介紹了這些石墨烯電光調(diào)制器的性能參數(shù)。⑵對石墨烯材料的基本結(jié)構(gòu)以及各種物理性質(zhì)進行了介紹，并對石墨烯的光學(xué)性質(zhì)進行了公式推導(dǎo)。對不同類型的石墨烯電光調(diào)制器的工作原理進行了詳細(xì)的介紹。⑶提出了一種多層石墨烯電光調(diào)制器結(jié)構(gòu)，并對其進行了仿真分析。仿真結(jié)果顯示，隨著石墨烯層數(shù)的增加，

3、其TE、TM模的衰減系數(shù)均隨之增大，但四層石墨烯電光調(diào)制器以及五層石墨烯電光調(diào)制器的TM模衰減系數(shù)相近，考慮到工藝問題，最終采用四層石墨烯電光調(diào)制器結(jié)構(gòu)。在仿真中觀察到了狹縫效應(yīng)，并對該結(jié)構(gòu)中狹縫效應(yīng)的優(yōu)點進行了介紹。接著對四層石墨烯電光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，仿真結(jié)果顯示其在中間波導(dǎo)層為0.1?m，絕緣層折射率為1.98時效果最佳。在有源調(diào)制區(qū)域為5?m時，計算得到該調(diào)制器結(jié)構(gòu)的調(diào)制帶寬約為100GHz，能耗約為19 fJ/bit