研究目的
研究石墨烯在宽带电光调制光学元件中的应用。
研究成果
该研究表明，在布拉格反射器上采用双层石墨烯电容结构时，调制对比度与工作光谱带宽之间存在显著的权衡关系。理论模型有助于理解反射率对驱动电压的依赖性以及光谱中阶梯状特征的产生机理。
研究不足
调制对比度限制在20%或更高，适用于±2V电压摆幅下约400纳米波长范围，且系统性能对入射光角度高度敏感。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 基于一维光子晶体腔的宽带石墨烯电光调制器
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DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872717
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
自2004年首次分离出单层石墨烯以来，研究者们开始关注将这种二维材料嵌入调制器、频率转换器和光学时钟等光学元件中。事实上，石墨烯展现出若干卓越的光学特性：在正入射（自由空间应用）和掠入射（基于波导的应用）条件下均具有宽带光学吸收能力，能本征支持表面等离极化激元（SPP）波传播，并具备包括可饱和吸收和多光子混频现象在内的完整非线性光学行为谱系。通过采用固态电子学领域开发的栅极调控技术对石墨烯进行"掺杂"，可针对特定自由空间波长激活或抑制这些光学特性——例如在吸收调制应用中，必须通过调节费米能级使其与狄拉克点的能量差（即化学势）至少达到光子能量的一半，才能使石墨烯呈现透明状态。然而作为原子级厚度的单层材料，未掺杂石墨烯在自由空间中与光的有限相互作用使其在宽光谱范围内仅能保持2.3%的吸收率。
作者：
Thomas Wood，Jérémy Lhuillier，Pierre Demongodin，Malik Kemiche，Bertrand Vilquin，Pedro Rojo Romeo，Ali Belarouci，Ségolène Callard，Christelle Monat
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