基于超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器的制備及其調(diào)制特性研究.pdf

1、光調(diào)制器是集成光學(xué)中的關(guān)鍵器件之一，也是用以實(shí)現(xiàn)高速光通信的重要器件。它是通過改變電場(chǎng)或電壓來改變光信號(hào)的參量，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)光的調(diào)控，其性能直接關(guān)系著光信號(hào)的傳輸質(zhì)量。基于半導(dǎo)體、鈮酸鋰或聚合物的光調(diào)制器已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，然而，他們?nèi)匀淮嬖诟吖?，制作成本高等缺陷，同時(shí)調(diào)制的響應(yīng)速率和深度受到材料本身的限制。石墨烯，一種單層碳原子厚度的新型二維材料，因其場(chǎng)效應(yīng)，在外加電場(chǎng)作用下，很容易導(dǎo)致其內(nèi)部的電子和空穴重新分布，進(jìn)而使石墨烯的費(fèi)米能級(jí)

2、發(fā)生改變。這種改變，在光與物質(zhì)相互作用的過程中，會(huì)導(dǎo)致石墨烯的光吸收特性發(fā)生變化，從而改變?nèi)肷涔獾膮⒘?，為其在光調(diào)制器領(lǐng)域的發(fā)展引入了新的潛力。
　　本文對(duì)基于超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器的制備及其變角度調(diào)制性能進(jìn)行研究。我們首先利用常壓化學(xué)氣象沉積的方法(APCVD)制備出雙層，成膜完整的高質(zhì)量石墨烯薄膜。然后將其轉(zhuǎn)移至石英基底，將配置好的水相電解質(zhì)溶液沖入上下兩層石墨烯之間，構(gòu)成電容器結(jié)構(gòu)。利用精密原表和角分辨光譜儀，系統(tǒng)

3、地研究了在外加0-2.5V電壓的情況下，當(dāng)入射光波長(zhǎng)范圍在500-1000nm范圍內(nèi)的變角度調(diào)制性能。實(shí)驗(yàn)測(cè)得透射式石墨烯電光調(diào)制器最大調(diào)制深度可達(dá)～3％，反射式器件的最大調(diào)制深度可達(dá)～5％。最后，我們利用對(duì)菲涅爾系數(shù)對(duì)石墨烯電光調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行理論擬合和數(shù)值計(jì)算，同時(shí)還分別研究了石墨烯電導(dǎo)在變角度入射的情況下分別對(duì)p-偏振光，s-偏振光和自然光的響應(yīng)，為石墨烯在光調(diào)制器領(lǐng)域的應(yīng)用提供支持。
　　然后，為了避免水相電解質(zhì)漏液，工作壽命