关于石墨烯全光调制机理和调制特性的研究

基本信息
批准号:61505162
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:江曼
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王刚,程雪梅,祁媚,李雕,刘亚莉
关键词:
石墨烯调制特性调制机理全光调制
结项摘要

Optical modulators with rapid response rate, wide wavelength range and high photoelectronic conversation efficiency have significant application in optical communication, signal processing, laser technique, sensor and measurement. Graphene is such a sort of material that shows enormous value due to its distinct characters in photoelectronics. The purpose of this project is to exploit the characters and all optical modulation mechanism of graphene, and most importantly is the interaction between graphene and optical field, light induced carriers.relaxation behavior of graphene. In addition, the factors such as structural parameters, coupling with various waveguides, polarization, phase, intensity and wavelength shift of incident light also affect the optical modulation of graphene. The research regarding the interaction between graphene and all optical modulator will promote the improvement of process for graphene material. As a consequence, advanced graphene with most suitable structural parameter for optical modulation can be fabricated in the future, which will be the base of new type optical.modulator with characters of rapid modulation rate, low pump threshold, high modulation depth, wide wavelength range and integration. So, this project would must be great significance for expanding the application of graphene in photoelectronics and exploiting of ultrafast optical communication device based on graphene.

高响应速率、宽波长范围以及高光电转换效率的光调制器在光通信、信号处理、激光技术、传感及测量等领域具有极其重要的作用。石墨烯因其独特的光电特性,在光信号调制方面表现出巨大的潜在应用价值。本项目以石墨烯作为新型全光调制材料,研究其全光调制机理和调制特性,重点研究石墨烯与光场的相互作用,石墨烯载流子弛豫特性;石墨烯结构参数,与不同波导耦合,入射光偏振态、相位、强度以及波长变化等对石墨烯全光调制特性的影响;通过对石墨烯全光调制机理和特性的研究,可以对石墨烯材料的制备工艺进行优化和改进,从而获得适用于全光调制技术的石墨烯材料的最佳结构参数,为实现高调制速率、低泵浦阈值、高调制深度、宽工作波段以及集成化的新型光调制器奠定基础。该项目对于拓展石墨烯在光电子学领域的应用以及开发基于石墨烯的超快光通信器件具有重要意义。

项目摘要

石墨烯全光调制技术的研究工作具有极其重要的应用价值和广泛的科学意义,能够明显的促进相关科学技术研究工作。本项目全面开展石墨烯全光调制机理和调制特性的研究,一方面从石墨烯的能带结构出发,以石墨烯非线性光学吸收特性为基础,通过对石墨烯在光作用下载流子弛豫特性的研究,深入分析石墨烯全光调制机理;并从受激布里渊散射效应对石墨烯频率和强度调制机理进行了研究,为石墨烯全光调制机理解释提供了新的思路;另一方面通过石墨烯与微纳光纤/D型光纤倏逝场的相互作用,制备了石墨烯全光调制器件,采用泵浦——信号两束光同时入射到器件上,实现了泵浦光对信号光强度和频率的调制;在强度调制上获得了20.86dB的调制深度,并研究了器件参数对石墨烯全光调制器件的影响,得到了性能更优良的器件参数。该项目的实施对于石墨烯全光调制器件的实现奠定了良好的基础,拓展了石墨烯在光电领域和通信领域的应用范围,为现代高性能的光通信、信号处理、传感和测量系统积累了良好的理论和实验经验。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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