基于石墨烯的環(huán)形諧振腔電光調(diào)制器研究.pdf

1、電光調(diào)制器是光通信系統(tǒng)中的關鍵器件。電光調(diào)制器具有調(diào)制速率快、消光比高、驅(qū)動電壓低等優(yōu)勢，被廣泛應用于光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射器模塊。石墨烯是一種新型材料，具有的優(yōu)異電學和光學特性，因此基于石墨烯材料的電光調(diào)制器與傳統(tǒng)的調(diào)制器相比具有調(diào)制速率高、體積小、成本低、調(diào)制效果好等獨特的優(yōu)勢。硅基波導制作成本低，工藝成熟，便于系統(tǒng)集成，且環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)具有調(diào)制靈敏度高、尺寸小、彎曲損耗小、易于在傳統(tǒng)工藝器件上集成等顯著優(yōu)勢。基于石墨烯的硅基環(huán)形諧

2、振腔電光調(diào)制器，將硅基波導的成熟技術(shù)與環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢相結(jié)合，具有十分廣闊的應用前景。
　　本論文從石墨烯的基本特性和環(huán)形諧振腔的工作原理出發(fā)，設計了一種基于石墨烯的環(huán)形諧振腔電光調(diào)制器，并研究了環(huán)形諧振腔的各種參數(shù)，以及石墨烯材料本身性質(zhì)對基于石墨烯電光調(diào)制器性能參數(shù)的影響。本文主要工作內(nèi)容如下:
　　首先，闡述了電光調(diào)制器和石墨烯的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，討論了石墨烯的發(fā)展歷程和制備方法，以及石墨烯的各種優(yōu)異的電學和光學特性

3、。分析了石墨烯電導率和有效折射率隨費米能級的變化趨勢。
　　其次，研究了環(huán)形諧振腔的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了環(huán)形諧振腔的理論模型，并根據(jù)該模型分析了環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其性能的影響。研究表明添加石墨烯，改變器件參數(shù)會對環(huán)形諧振腔透射率曲線產(chǎn)生偏移。分析了環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)應用于電光調(diào)制器時，電光調(diào)制器的工作方式以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對調(diào)制器性能的影響。研究表明環(huán)形諧振腔半徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)會同時影響Q值和FSR，應綜合考慮參數(shù)選擇。研究了多