發(fā)布時間：2025-02-10 19:08

　　光調(diào)制器是現(xiàn)代光通信鏈路中的關(guān)鍵器件,隨著信息社會對傳輸速率要求的提高,光調(diào)制器向大帶寬、高消光比、低插入損耗的方向發(fā)展。近年來,石墨烯因其獨特的能帶結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)特性成為研究熱點,基于石墨烯的光調(diào)制器具有調(diào)制速率快、調(diào)制帶寬大、易集成等優(yōu)勢。此外,全光纖光調(diào)制器與光通信系統(tǒng)有良好的兼容性,而D型雙芯光纖使調(diào)制材料與倏逝場充分作用,有利于提高調(diào)制效率和消光比。本文將石墨烯與D型雙芯光纖結(jié)合,提出一種基于石墨烯的D型雙芯全光纖光調(diào)制器結(jié)構(gòu),實現(xiàn)石墨烯吸收調(diào)制和兩芯耦合調(diào)制雙重調(diào)制效果。本文基于此結(jié)構(gòu)展開研究,逐步對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,并分析調(diào)制器的調(diào)制特性。主要研究工作如下:(1)闡述了基于石墨烯的光調(diào)制器的研究背景及現(xiàn)狀;分析了石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)特性及雙芯光纖傳輸理論;基于Kubo公式理論推導(dǎo)了石墨烯電導(dǎo)率、介電常數(shù)、折射率與化學(xué)勢的關(guān)系;詳細(xì)介紹了石墨烯和D型雙芯光纖的制備工藝。(2)研究了基于石墨烯的D型雙芯全光纖光調(diào)制器的調(diào)制原理并建立理論模型�；�于該模型仿真分析了調(diào)制器傳輸模式、兩芯半徑、兩芯間距、石墨烯層數(shù)、過渡層材料等結(jié)構(gòu)參數(shù)對調(diào)制性能的影響。研究表明在TE模...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１調(diào)制方式的分類??

１．２基于石墨烯的光調(diào)制器研究現(xiàn)狀??１．２．１光調(diào)制器概述??如圖１－１所示，光調(diào)制器從調(diào)制方式上可分為直接調(diào)制和間接調(diào)制，直接調(diào)制??是將調(diào)制電信號直接注入光源，因此可以實現(xiàn)調(diào)幅、調(diào)頻，但難以實現(xiàn)調(diào)相。間??接調(diào)制克服了直接調(diào)制的局限，將光信號的產(chǎn)生與調(diào)制分開，根據(jù)工作原理的....

圖１－２基于石墨烯的波導(dǎo)調(diào)制器ａ）單層石墨烯結(jié)構(gòu)［１８４）雙層石墨烯結(jié)構(gòu)［１９］??

基于石墨烯的調(diào)制器按照調(diào)制器結(jié)構(gòu)可分為波導(dǎo)型調(diào)制器、馬赫曾德爾調(diào)制??器和環(huán)形諧振腔調(diào)制器，不同結(jié)構(gòu)的調(diào)制器在性能指標(biāo)上有各自的優(yōu)勢。波導(dǎo)型??調(diào)制器可分為條形硅基波導(dǎo)型和光纖波導(dǎo)型調(diào)制器。如圖１－２?ａ）所示，２０１１年世界??上第一個條形硅基石墨烯光調(diào)制器由美國加州大學(xué)伯利克....

圖１－４基于石墨烯的環(huán)形諧振腔調(diào)制器［２２］??

基于石墨烯的Ｍ－Ｚ電光調(diào)制器主要利用石墨烯線性電光效應(yīng)改變材料的折射??率，在Ｍ－Ｚ的一個干涉臂涂覆石墨烯，外電場的作用下兩臂輸出光束相干相消，??實現(xiàn)光通或光斷的效果。如圖１－３所示，２０１２年Ｇｒｉｇｉｒｅｎｋｏ等提出了第一個基于??石墨烯的Ｍ－Ｚ結(jié)構(gòu)的光調(diào)制器，以硅基層與石....

圖１－３基于石墨烯的Ｍ－Ｚ光調(diào)制器［２１】??

基于石墨烯的Ｍ－Ｚ電光調(diào)制器主要利用石墨烯線性電光效應(yīng)改變材料的折射??率，在Ｍ－Ｚ的一個干涉臂涂覆石墨烯，外電場的作用下兩臂輸出光束相干相消，??實現(xiàn)光通或光斷的效果。如圖１－３所示，２０１２年Ｇｒｉｇｉｒｅｎｋｏ等提出了第一個基于??石墨烯的Ｍ－Ｚ結(jié)構(gòu)的光調(diào)制器，以硅基層與石....

本文編號：4032937