近红外波段硅基石墨烯电光调制器研究进展

 近红外波段的电光调制器是未来光信号处理和计算系统中的关键功能元器件,硅基石墨烯电光调制器在结构尺寸、调制速率、调制带宽及大规模片上集成等方面具有诸多潜在优点而引起人们的广泛关注和重视。本文介绍了石墨烯的光电特性及光调制机理,结合石墨烯在近红外波段电光调制器中的研究及应用,综述了国内外近红外波段硅基石墨烯电光调制器的研究进展,重点叙述了条形波导结构、谐振结构、纳米梁结构的电光调制器的工作原理及各器件的特性,展望了硅基石墨烯电光调制器的研究方向。     

双控石墨烯超材料太赫兹调制器的双频反射特性（英文）

设计了双控太赫兹超材料调制器,并研究了其在太赫兹频段内两个频率处的反射特性。该调制器由开口环谐振器及其底部的"三明治"结构组成,"三明治"结构从上到下依次为石墨烯层、聚酰亚胺层和金层,其中开口谐振器的开口处填充硅。该结构可以通过电、光两种方式调制,即分别对调制器中的石墨烯施加低电压,对硅施加弱光照。结果显示:反射谱在频率0.806THz、1.869THz出现两个共振反射谷,在满足低激励的条件下,增强两种激励均能改变共振反射谷的反射强度。两个共振处的反射调制方向表现出先反向、后同向的特点,其临界点对应的石墨烯费米能级和硅电导率分别为13.489meV、970.54S/m。文章对同时施加两种激励的情况进行了详细研究,结果表明:同时施加两种激励的调制特性并非单独施加激励的数值叠加,电、光两种调制方式相互独立。在调制过程中,调制器出现的最大调制深度为99.74%。     

低噪声、宽谱响应的碳纳米管薄膜-石墨烯复合光探测器

采用高纯半导体碳纳米管薄膜和石墨烯构建复合结构光探测器, 研究其光电响应特性。结果表明, 在光照下, 顶层石墨烯中的光生载流子通过碳纳米管与石墨烯之间薄的非晶硅层, 隧穿至底层的碳纳米管薄膜中, 在非晶硅层两侧分别富集电子和空穴, 形成光致栅压(Photogating), 有效地改变了碳纳米管薄膜晶体管的电流。器件在可见光(633 nm)条件下得到响应度为83 mA/W, 并在近红外波段范围内仍保持好的光响应特性。由于石墨烯具有宽谱光吸收特性, 半导体碳纳米管薄膜晶体管具有小的暗电流, 碳纳米管–石墨烯复合光探测器发挥了两种材料的优势, 为今后高性能宽谱光电探测器的制备奠定了基础。     

硅基环形电-光调制器的理论分析和性能优化

对硅基环形电-光调制器的电学特性和光学特性进行了理论分析.给出环形电-光调制器的调制速率解析表达式.该表达式表明,环形调制器的光学谐振特性对于整个系统调制速率起重要的作用.分析得到调制速度和Q值及波导宽度的关系.并给出了定量的表达式,它可以用于器件特性的优化,同时从理论上指出该器件的理论极限调制速度大于10,GHz.     

一种新型电流开关网络结构的研究

新型电流开关网络结构用于多量子阱空间光调制器阵列,可以在保持驱动电压的一致的同时,极大提高输出精度。本文基于开关电容积分电路提出了一种用于多量子阱空间光调制器驱动电路的电流开关网络结构。通过改变开关网络结构及调整开关尺寸,不但可以保持开关电容电路的简单结构,低功耗等优点,还可以克服MOS管开关非理想特性带来的开关噪声提高输出精度。     

集总型电极光波导调制器的研究

光波导调制器是光纤通信系统中的重要器件，本文分析了Ｍ－Ｚ干涉型光波导调制器的工作原理，研究集总参数型电极的频宽特性，在ＬｉＮｂＯ３基片上用导波技术设计、制作了光波导调制器，并测量了主要性能。     

低噪声空间光调制器电流开关网络结构的研究

提出了一种基于开关电容积分电路、用于多量子阱空间光调制器驱动电路的电流开关网络结构。通过改变开关网络结构及调整开关尺寸,在保持开关电容电路结构简单、功耗低等优点的同时,克服了MOS管开关非理想特性带来的开关噪声,提高了输出精度。仿真结果表明,新型电流开关网络结构将开关开启、关断造成的尖峰电流从几十个微安降低到几个微安,有效抑制了噪声影响,极大地提高了输出精度,完全符合多量子阱空间光调制器的要求。     

受激布里渊散射慢光系统中强度调制器的应用研究

基于Mach-Zehnder干涉式的强度调制器具有移频特性,用于受激布里渊散射的慢光系统可以用来产生具有布里渊频移的信号光.理论和实验分析了M-Z干涉式电光强度调制器的频移特性.受激布里渊散射慢光实验中利用12.5 Gbit/s的电光强度调制器产生了相对于泵浦光具有9.394 GHz布里渊频移,脉宽为50 ns的信号光.在泵浦功率20 mW的情况下,该脉冲在2.5 km长的高非线性光纤中获得了32 dB的非饱和增益,脉冲延迟了25 ns.     

石墨烯及其衍生物在生物医药领域的研究进展

综述了石墨烯及其衍生物氧化石墨烯和功能化石墨烯的结构特性、生物学特性,以及其在生物传感器、药物载体、光线疗法、生物成像和组织工程材料等生物医药方面的研究进展.结果表明:石墨烯及其衍生物特殊的结构、优异的性能为疾病诊断及临床用药提供新的可能,在生物医药方面具有很大的应用前景.     

用于空间光调制器光敏层的a—Si：Hpin二极管的研制

报道了用于光寻址快速空间光调制器光敏层的氢化非晶硅ｐｉｎ光敏二极管的设计、制备及光电特性的研究，制得了符合光敏层要求的ｐｉｎ二极管。     

一种新型液晶空间光调制器的理论分析

为方便光信息的空间调制，得出了一种新型的偶氮控制空间光调制器模型，并讨论了这种调制器的振幅和位相调制特性，指出了进一步的研究方向。     

石墨烯薄膜的化学气相法制备及光、电特性研究

利用化学气相沉积方法制备了石墨烯薄膜,并研究了其光电特性。以乙醇做反应原料、氩气作为携载气体,在873 K、973 K、1 073 K的温度下合成石墨烯薄膜。应用光学显微镜观察,发现在1 073 K时能够制备大面积均匀、平整光滑的石墨烯薄膜。纳曼光谱分析结果表明:制备的石墨烯薄膜出现2 650 cm-1的石墨烯的特征峰-D强峰,同时该峰强度随温度的升高而迅速增强,说明低温不能使沉积的碳原子有效的石墨化为石墨烯,而较高的温度有助于乙醇分解并石墨化为石墨烯薄膜。在1 073 K时沉积的石墨烯薄膜具有良好的光、电特性,其电子迁移率可以达到104 cm2.(V.s)-1,光透射率达97%,因此,可用于制备石墨烯晶体管、太阳能电池等光电子器件。     

利用径向剪切干涉法测量液晶空间光调制器的位相调制特性

研究了一种测量液晶空间光调制器的相位调制特性方法，采用共光路径向剪切干涉仪，对经空间光调制器调制后的波面进行径向剪切干涉后，获得其干涉条纹图，并用迭代算法计算其波面的相位分布，从而得到液晶光空间调制器上的相位调制曲线。     

集成式电吸收调制技术分析

将电吸收调制器和分布式式反馈激光器进行单片集成的电吸收光调制技术,能大幅度提高激光通信的发射速率。分析和建立电吸收光调制器的等效电路模型,信号等效电路可以分析电吸收调制器的响应和啁啾等信号特性。     

石墨烯的宏观润滑特性研究进展

石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底材料的润滑性能;在水基环境中应用时,石墨烯的润滑特性为非共价键相互作用或层间静电斥力形成的边界润滑;当添加适量的石墨烯时,不仅可以形成油膜层,而且还能够大幅度提高润滑性能,其润滑机制为薄膜润滑特性。当石墨烯作为固体润滑剂时,其润滑性能大多由其二维结构的完整程度决定;通过调控测试工况可以保持石墨烯的层状结构,其润滑机制为层间滑移诱导使得接触面上生成转移膜。最后,展望了石墨烯基固体润滑剂及润滑添加剂的发展方向,以期为石墨烯的润滑特性研究提供参考。     

激光二级管微波阻抗及正弦调制特性测试的研究

研究了用微波网络分析仪组成的ＬＤ电光特性测试系统。对采用微带线结构的 光调制器和光检测器电路作了详细分析。并运用系统误差修正的理论和方法对国产ＬＤ 的微波特性和调制特性参数进行了测试，结果表明精度和可靠性达到国外八十年代同类 系统水平。     

纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化

针对美国BNS生产的Model PF512反射型纯相位液晶空间光调制器进行了相位调制的特性研究.通过实验和分析比较,优化了相位调制对灰度响应的关系,修正了客户查找表,提高了调制器的精度,对该调制器的使用具有重要的意义.     

透明导电薄膜(Ⅳ):石墨烯透明导电薄膜

石墨烯透明导电薄膜具有十分优异的光学、热学、电学和力学性能,在未来的柔性光电子器件中具有明显的优势.本文详细阐述石墨烯的结构及性质,综述以PET为衬底的TiN/石墨烯/PET薄膜、ZnO/石墨烯/PET薄膜、GaN/石墨烯/PET薄膜,以PI为衬底的PI/石墨烯/ZnO复合薄膜和石墨烯/Ag纳米线薄膜的研究进展,并概述石墨烯透明导电薄膜的应用领域.     

基于行波调制器的光量化器

介绍了一种基于行波调制器的光量化器.调制器的量化工作是建立在Pockels效应原理之上.当极化光通过加有电压的电光晶体时,光的极化方向发生偏转,偏转的角度正比于电压.用多个不同半波电压的行波调制器并联.这些调制器对同一输入射频电压,使用序列光脉冲分别进行量化,并构成二进制多bit位输出的光数字信号.依据这种结构原理,可以制成8-bit,12-bit等高精度量化器.量化速率可达100 GS/s.量化噪声不随bit位增加而增加.给出了4-bitA/D量化器的计算机仿真结果.     

硅肖特基结自滤波窄带近红外光探测器的研究

窄带近红外光探测器因对特定波长有很高的灵敏度,在临床诊断、治疗设备或可穿戴的功能性监测设备等生物医学领域具有广阔的应用前景.文章基于硅基光吸收及肖特基结光生载流子收集特性的分析,首次采用Silvaco TCAD设计了光谱可调的硅/石墨烯肖特基二极管窄带近红外光探测器.利用湿法转移石墨烯电极制备了硅/石墨烯肖特基二极管,...