石墨烯復折射率和電導率測量方法設計與研究.pdf

1、石墨烯作為一種二維材料，已經被廣泛應用于光電器件的制作。復折射率和電導率是反映其電學特性和光學特性的兩個重要參數。傳統(tǒng)測量復折射率的方法如橢偏法具有測量儀器昂貴復雜和光學建模難度大的缺點，同時測量過程中沒有引入光波導，測量結果對石墨烯光電器件的設計參考價值不大。傳統(tǒng)測量石墨烯電導率的方法需要在其表面蒸鍍金屬電極，工藝難度大，且引入了接觸電阻。因此，設計一種石墨烯混合光波導結構的測量石墨烯復折射率和電導率對于石墨烯光電器件的研究具有重要的

2、意義。
　　本論文基于上述研究背景，提出了一種石墨烯-長周期光纖光柵混合波導的結構用于測量石墨烯復折射率和電導率，重點研究了這一混合波導的測量理論和制備實驗，主要完成以下工作：
　　首先，本文對石墨烯基本光電特性和長周期光纖光柵的理論進行了闡述。針對石墨烯復折射率電導率的關系進行了探討，分析了其可調控性。根據耦合模理論分析了長周期光纖光柵的透射率，且對其透射譜進行仿真，為后文石墨烯-長周期光纖光柵混合波導的建模奠定了理論基礎

3、。
　　其次，本文根據兩種方法建立了混合波導模型的包層模本征方程。對于第一種石墨烯復折射率包層模型，本文通過求解其本征方程，分析了石墨烯折射率實部和虛部對求解結果的影響，研究了石墨烯折射率實部和虛部對長周期光纖光柵諧振波長的影響。對于第二種表面電流模型，從電場的矢量模型出發(fā)，推導了其包層模本征方程，利用圖解法研究了其求解結果。
　　然后，本文對長周期光纖光柵的制作和石墨烯的制備進行了研究，利用拉曼光譜對石墨烯進行了表征，完成