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基于倏逝场耦合的石墨烯波导光传输相位特性仿真与实验研究

程杨 姚佰承 吴宇 王泽高 龚元 饶云江

基于倏逝场耦合的石墨烯波导光传输相位特性仿真与实验研究

程杨, 姚佰承, 吴宇, 王泽高, 龚元, 饶云江
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  • 石墨烯材料应用到各种光波导器件中正成为新一代光子器件的重要发展方向之一,目前基于石墨烯的光纤和集成光子器件研究越来越受到国内外的重视. 本文建立了一种由微纳光纤耦合光倏逝场,并在石墨烯薄膜中传输的模型. 通过有限元分析法,研究了光在这种石墨烯波导中传输光场的强度分布和相位特性,并通过实验进行了验证. 结果表明,沿着微纳光纤-石墨烯光波导传播的倏逝场的强度分布和相位均受石墨烯材料作用,石墨烯材料能有效聚集和导行波导中传输的高阶模,在单位传输长度上具有更密集的等相位面. 本文提出了一种利用微纳光纤耦合光倏逝场研究石墨烯相位响应特性的新方法,对基于石墨烯波导的新型调制器、滤波器、激光器和传感器等光子器件的设计和应用具有一定的参考意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61107072,61107073)和国家自然科学基金重大项目(批准号:61290312)资助的课题.
    [1]

    Geim A K, Novoselov K S 2007 Nature Materials 6 183

    [2]

    Yin W H, Han Q, Yang X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 248502 (in Chinese) [尹伟红, 韩勤, 杨晓红 2012 物理学报 61 248502]

    [3]

    Grigorenko A N, Polini M, Novoselov K S 2012 Nature Photonics 6 749

    [4]

    Liu M, Yin X B, Ulin-Avila E, Geng B S, Zentgraf T, Ju L, Wang F, Zhang X 2011 Nature 474 64

    [5]

    Bao Q L, Zhang H, Wang B, Ni Z H, Haley C, Lim Y X, Wang Y, Tang D Y, Loh K P 2011 Nature Photonics 5 411

    [6]

    Feng D J, Han W Y, Jiang S Z, Ji W, Jia D F 2013 Acta Phys. Sin 62 054202 (in Chinese) [冯德军, 黄文育, 姜守振, 季伟, 贾东方 2013 物理学报 62 054202]

    [7]

    Li H, Anugrah Y, Koester S J, Li M 2012 Appl. Phys. Lett. 101 111110

    [8]

    Yao B C, Wu Y, Cheng Y, Liu X P, Gong Y, Rao Y J 2012 Proc. SPIE 8421, OFS2012 22nd International Conference on Optical Fiber Sensors Beijing, China, October 15–19, 2012 p8421CD

    [9]

    Zhao J, Zhang G Y, Shi D X 2013 Chin. Phys. B 225 057701

    [10]

    Tong L M, Gattass R R, Ashcom J B, He S, Lou J Y, Shen M Y, Maxwell I, Mazur E 2003 Nature 426 816

    [11]

    Vakil A, Engheta N 2011 Science 332 1291

    [12]

    Yao B C, Wu Y, Jia L, Rao Y J, Gong Y, Jiang C Y 2012 J. Opt. Am. B 29 891

    [13]

    Mikhailov S A, Ziegler K 2007 Phys. Rev. Lett. 99 016803

    [14]

    Jablan M, Buljan H, Soljačić M 2009 Phys. Rev. B 80 245435

    [15]

    Wang Z G, Chen Y F, Li P J, Hao X, Liu J B, Huang R, Li Y R 2011 ACS Nano 5 7149

    [16]

    He X Y, Liu Z B, Wang D N, Yang M W, Hu T Y, Tian J G 2013 IEEE Photonic. Tech. L 25 14

  • [1]

    Geim A K, Novoselov K S 2007 Nature Materials 6 183

    [2]

    Yin W H, Han Q, Yang X H 2012 Acta Phys. Sin. 61 248502 (in Chinese) [尹伟红, 韩勤, 杨晓红 2012 物理学报 61 248502]

    [3]

    Grigorenko A N, Polini M, Novoselov K S 2012 Nature Photonics 6 749

    [4]

    Liu M, Yin X B, Ulin-Avila E, Geng B S, Zentgraf T, Ju L, Wang F, Zhang X 2011 Nature 474 64

    [5]

    Bao Q L, Zhang H, Wang B, Ni Z H, Haley C, Lim Y X, Wang Y, Tang D Y, Loh K P 2011 Nature Photonics 5 411

    [6]

    Feng D J, Han W Y, Jiang S Z, Ji W, Jia D F 2013 Acta Phys. Sin 62 054202 (in Chinese) [冯德军, 黄文育, 姜守振, 季伟, 贾东方 2013 物理学报 62 054202]

    [7]

    Li H, Anugrah Y, Koester S J, Li M 2012 Appl. Phys. Lett. 101 111110

    [8]

    Yao B C, Wu Y, Cheng Y, Liu X P, Gong Y, Rao Y J 2012 Proc. SPIE 8421, OFS2012 22nd International Conference on Optical Fiber Sensors Beijing, China, October 15–19, 2012 p8421CD

    [9]

    Zhao J, Zhang G Y, Shi D X 2013 Chin. Phys. B 225 057701

    [10]

    Tong L M, Gattass R R, Ashcom J B, He S, Lou J Y, Shen M Y, Maxwell I, Mazur E 2003 Nature 426 816

    [11]

    Vakil A, Engheta N 2011 Science 332 1291

    [12]

    Yao B C, Wu Y, Jia L, Rao Y J, Gong Y, Jiang C Y 2012 J. Opt. Am. B 29 891

    [13]

    Mikhailov S A, Ziegler K 2007 Phys. Rev. Lett. 99 016803

    [14]

    Jablan M, Buljan H, Soljačić M 2009 Phys. Rev. B 80 245435

    [15]

    Wang Z G, Chen Y F, Li P J, Hao X, Liu J B, Huang R, Li Y R 2011 ACS Nano 5 7149

    [16]

    He X Y, Liu Z B, Wang D N, Yang M W, Hu T Y, Tian J G 2013 IEEE Photonic. Tech. L 25 14

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-04
  • 修回日期:  2013-08-15
  • 刊出日期:  2013-12-05

基于倏逝场耦合的石墨烯波导光传输相位特性仿真与实验研究

  • 1. 电子科技大学通信与信息工程学院, 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 611731;
  • 2. 电子科技大学微电子与固体电子学院, 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61107072,61107073)和国家自然科学基金重大项目(批准号:61290312)资助的课题.

摘要: 石墨烯材料应用到各种光波导器件中正成为新一代光子器件的重要发展方向之一,目前基于石墨烯的光纤和集成光子器件研究越来越受到国内外的重视. 本文建立了一种由微纳光纤耦合光倏逝场,并在石墨烯薄膜中传输的模型. 通过有限元分析法,研究了光在这种石墨烯波导中传输光场的强度分布和相位特性,并通过实验进行了验证. 结果表明,沿着微纳光纤-石墨烯光波导传播的倏逝场的强度分布和相位均受石墨烯材料作用,石墨烯材料能有效聚集和导行波导中传输的高阶模,在单位传输长度上具有更密集的等相位面. 本文提出了一种利用微纳光纤耦合光倏逝场研究石墨烯相位响应特性的新方法,对基于石墨烯波导的新型调制器、滤波器、激光器和传感器等光子器件的设计和应用具有一定的参考意义.

English Abstract

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