石墨烯光學調制器是什么?作用有哪些?
在橫向調制器配備(即,當輻射入射,通過石墨烯層),完結的調制深度是0.1分貝每~?石墨烯層。波導調制器,其間波導方式傳達約束在石墨烯平面附近(這是最有出路的芯片信息處理),波導的方式與石墨層相互效果的有些是很limited15,激烈依賴于方式約束。由此發生的方式吸收系數(標明到達最大調制系數通過泡利堵塞)可以大致估計如下:DB?μ?1 m,n是波導的有用折射率,γ是幾何掩蓋因子,λ是自由空間波長和G =一個/ EA代表在石墨烯平面場組件(擔任石墨烯吸收)對模場加權(補償談論1)。典型的參數,一個是在一個混合的石墨烯調制器一般情況下0.02–0.2?DB?μM?1水平。別離介質的幾層石墨烯可用于改進這21號。然而,很難組織有用澆注這種體系和有源光器件一般觸及一個最大的兩個石墨烯。
與光相互效果增加石墨烯,可以運用傳統的金屬plasmonics3,9,22,23,24,25,26。等離子體波導的傳達方式可以供應更小的體積(較大的有用N)和局域場增強(G值),這將致使更高的調制深度。在聯絡石墨烯和等離子體波導通過門控完結光調制的兩個首要疑問:(一)金屬層的存在使澆注的間隔介質被高壓電場fields27和light28常常影響任務及(ii)很難與大的平面場分量完結等離子體波導方式,自表面等離子體激元(SPPS)范疇的金屬–介質接口支撐首要是橫在dielectrics27(和筆直電域不激起電流臥石墨烯)。后者的特征供應了保證與無金屬等離子體降解等離子體characteristics24石墨烯的一個有用的可能性,它使規劃混合石墨烯等離子體波導調制器的奮進號(hgpwms)很有挑戰性但不絕望。簡略的估計標明,由單層的石墨烯完結微弱的SPP吸收主體的可能性(即便在電信波長),與吸收系數高達2分貝~??μM?1強束縛的SPP方式(補償談論1b,c)。與此同時,大家應當緊記,屬吸收由單層的石墨烯,本來在相鄰的金屬量是非常相似,因為歐姆損耗,既吸收機制本質上是由介質和縱向的橫向電場分量之間的相同的比例確定(金屬或石墨烯)。為了逃避這個非常扎手的疑問(補償談論1),咱們主張打破天然的共面性石墨烯與金屬層,使強壯的橫向SPP場分量有非零的突起在石墨烯層。
石墨烯具有供應高效的效果,還有許多不知道的潛力,石墨烯的導電性,在原則上完結緊湊的光學調制器。在幾種類型的石墨烯基光子調制器已與光調制石墨烯等離子體波導,盡管這個組合仍然是難以捉摸的。混合石墨烯今后一切的速度,能使驅動電壓低,功耗低和小物理。這種調制器將遭到電信和光電的期待。
大家普遍認為,石墨烯調制器是因為石墨烯是一種具有許多高檔材料性質:它是世上最薄的,最強的,具有最高的熱導率,可以顯示出最高的電流密度,和氦具有最高的電荷遷移率。在光學中,例如,2.3%的~相對小的石墨烯吸收(調查在正常光入射的精細結構constant14定義)可能會致使300?DB?μM?1極高的調制系數(當利用光的泡利blocking9)的石墨烯厚度正常后,TGR = 0.335?nm,運用小的石墨烯的厚度,而最高的數字,代表了對光學器件的有源操控任務的一個嚴重妨礙,因為它意味著,一個石墨烯層可以只影響一小體積的輻射傳達,致使相對小的吸收,因此調制致使的。