基于石墨烯涂覆空心光纖電光調制特性的研究

編號：CPJS05936

篇名：基于石墨烯涂覆空心光纖電光調制特性的研究

作者：畢衛(wèi)紅 王圓圓 付廣偉 王曉愚 李彩麗

關鍵詞： 石墨烯 空心光纖 化學勢 有限元法

機構： 燕山大學信息科學與工程學院

摘要： 設計了一種新型的石墨烯-空心光纖可調諧結構,將石墨烯涂覆在空心光纖的空氣孔內表面上,利用有限元法研究了該結構的電光調制特性.研究表明,改變石墨烯的化學勢既可以調控光纖的相位和開關特性,還可以調諧光纖損耗峰與次峰的位置、強度和寬度.然而,改變空氣孔半徑和石墨烯層數(shù)不會改變開關點和損耗峰與次峰的位置,只會改變損耗差和損耗峰的強度和寬度,而且由N層石墨烯引起的損耗差是單層的N倍.這是因為石墨烯的介電常數(shù)決定了光纖的有效折射率和損耗,改變石墨烯的化學勢可以改變石墨烯的介電常數(shù),而改變空氣孔半徑和石墨烯層數(shù)不會改變石墨烯的介電常數(shù),卻改變了石墨烯和光的作用強度.經過參數(shù)優(yōu)化之后,我們提出一種基于五層石墨烯涂覆空心光纖的電吸收型調制器,工作在1180—1760 nm波段,具有小尺寸（5 mm×125μm）、寬光帶寬（580 nm）、高消光比（16 dB）、高調制帶寬（64 MHz）和低插入損耗（1.23 dB）特性.研究結果對基于石墨烯的可調諧光纖光子器件的設計和應用提供了理論參考.