石墨烯光调制器的研究

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1、１０２８５学校代码：学号：２０１３４２１４０４９《訓乂爭ＳＯＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＷＢＰ石墨帰光调制器誦究Ｓｔｕｄｙｏｎｏｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｒａｈｅｎｅｐｇｐ■研究生姓名甘胜飽桥梁指导教师姓名化学专业名称胃研究方向Ｉ力自蜘米与软物质学院＾＾／ｔ＾ｎｌ２０１６年４月论文提交日期琼州乂学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立Ｘ作所

2、取得的成果。除文中邑经注明进行研巧＿弓，本论文！用的巧容外不含其他个人或集俸已经发表或撰写过：的硏究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过齡材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，巧已在文中臥明碗方式标明。本人承担本商明的法律责任。论文作者签名：；屋日期苏州大学学位论女使用授极声明ｒ本人完全了解苏州大学关于收集、保蒋和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文摆的巧容和纸一致质论文的内容相。苏州大学有极向圍

3、家图书馆、中国社科驗文献信息情报中也、、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出髓社）中國学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复巧件巧电子文樓，允许论文被查阅和错阅，可从采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可１＾＾将学位论文的全部或部分巧容编入有关数据靡进巧检索。涉密论文口本学位论文属在年＿＿月解密后适用本规定。非渉密论文论文作者签名：省故曰期；＂／导师签名：細日期；爭宁石墨烯光调制器的研究摘要摘要近年来，石墨烯在光电器件中

4、的应用受到了广泛的关注，它表现出诸多优异的光电特性，使其在下一代微纳光电子领域有着巨大的潜力。自2011年起，一系列基于石墨烯的光调制器先后被成功研制出来，这已显示出其优异的性能和良好的应用前景。然而，这类器件面临着石墨烯-光的相互作用较弱，调制速率较慢，工艺步骤较为复杂，成品率较低等问题。为解决这几个问题，本文采用微环谐振腔作为基底，以石墨烯作为有源材料，来制备高性能的石墨烯光调制器。具体的研究内容如下：1.基于微环结构的石墨烯电光调制器的研究为加强石墨烯与光场的相互作用强度，提升器件的调制深度，

5、从而减小器件的尺寸，本研究采用微环谐振腔与石墨烯的复合结构。此结构因为其独特的谐振特性，往往有着超高的消光比以及极小的器件尺寸。我们成功制备了基于微环结构的石墨烯电光调制器，它的调制深度和调制速率分别可达2dB以及125MHz，2器件面积仅为13μm，为日后光电子集成回路的应用提供了一种可行的思路。2.基于微环结构的石墨烯热光调制器的研究石墨烯不但拥有优异的光电性质，其在热力学方面的性能也很卓越，尤其是它的热导率。本研究将这一特性与硅材料显著的热光效应相结合，以制备高性能的热光调制器。最终，它的调制

6、深度和10%-90%上升时间（90%-10%下降时间）2分别可达7dB以及750ns（800ns），器件面积仅为10μm。与传统的热光调制器相比，它除了在性能上有所提升，还大大减少了器件的工艺复杂性。该器件可以很好的被应用于波长滤波器以及阵列开关等领域。关键词：石墨烯光调制器调制深度调制速率器件尺寸作者：甘胜指导教师：鲍桥梁IAbstractStudyonopticalmodulatorsbasedongrapheneStudyonopticalmodulatorsbasedongrapheneAb

7、stractIntherecentyears,graphenehasstirredupparticularinterestowingtoitsexcellentphotoelectricproperties.Ithashugepotentialinthenextgenerationofmicro-nanooptoelectronics.Aseriesofgraphene-basedopticalmodulatorshavebeenfabricatedsuccessfullywithhighperfo

8、rmancesince2011,whichhasindicateditsbrightfuture.However,thesedevicesalsosufferfromweakinteractionbetweengrapheneandlight,lowmodulationspeed,complicatedfabricationprocessandalowyieldofworkingdevices.Toendtheseproblems,ringresonatorandgr