王晓愚
- 作品数：7 被引量：24H指数：3
- 供职机构：燕山大学信息科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河北省应用基础研究计划更多>>
- 相关领域：电子电信化学工程理学一般工业技术更多>>
- 基于石墨烯的光调制器研究进展被引量：3
- 2015年
- 首先介绍了石墨烯的光电特性及光调制机理,在此基础上结合石墨烯在光调制器中的研究及应用,综述了国内外基于石墨烯的光调制器研究进展,重点叙述了条形波导结构、M-Z结构、环形腔结构以及一些其它结构光调制器的工作原理及各器件的特性。
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- 关键词：石墨烯光调制器
- 石墨烯光纤制备及应用研究进展被引量：3
- 2020年
- 本文综述了近几年石墨烯光纤的制备方法、现状与发展,重点描述了基于催化转移CVD法和无催化直接生长CVD法制备石墨烯光纤的最新进展和相关应用。
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- 关键词：石墨烯化学气相沉积
- 石墨烯光纤及其应用被引量：6
- 2017年
- 石墨烯因其独特的能带结构和卓越的电光特性,成为近年来的研究热点。石墨烯与光纤结合构成的石墨烯光纤是研究重点之一。论述了石墨烯结构及其基本特性。石墨烯是一种由单层碳原子以sp^2杂化轨道紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构材料,具有独特的零带隙能带结构,在机械、电学、光学和热力学等方面具有优异的特性。介绍了国内外石墨烯光纤器件的研究进展,及基于石墨烯光纤的激光器、调制器、表面等离子体共振传感器和偏振器的工作原理及器件特性,分析了石墨烯光纤存在的问题及发展趋势。
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- 关键词：光纤光学石墨烯光纤激光器调制器偏振器
- 覆石墨烯微纳光纤双折射与电光调控特性被引量：6
- 2016年
- 石墨烯具有特殊的二维柔性结构,可调控费米能级特性和优异的光学、电学性能。利用有限元法,对覆石墨烯微纳光纤光场调控进行理论分析,通过改变石墨烯与缓冲层结构覆微纳光纤的角度,破坏光纤的对称性结构,使光纤具有双折射特性,双折射度大小与石墨烯覆盖角度有关;通过外加电压的方法改变石墨烯的化学势,可对光纤进行开关调控,由此设计出一种包覆石墨烯的微纳光纤电吸收型调制器并进行性能分析。通过数值分析可发现当覆盖光纤角度为270°时,1550nm处双折射度可达1.23×10-3;电吸收调制器工作在1550nm时,器件长度为18μm,消光比为7dB,3dB带宽可达到927 MHz,插入损耗为0.58dB。
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- 关键词：物理光学双折射有限元法石墨烯化学势
- 基于化学气相沉积方法的石墨烯-光子晶体光纤的制备研究被引量：1
- 2020年
- 本文利用常压化学气相沉积方法,在光子晶体光纤内孔壁上直接生长石墨烯薄膜,实现了石墨烯-光纤复合材料的直接制备.研究发现光纤中石墨烯层数和缺陷主要受生长温度、生长时间以及甲烷流量等参数影响.拉曼光谱和扫描电子显微镜等表征结果表明:石墨烯在光子晶体光纤孔内的生长均匀性良好,适当的高温、较长的生长时间以及合适的甲烷流量有利于生长高质量的石墨烯.石墨烯-光子晶体光纤复合材料的制备,对基于光纤平台的石墨烯光电器件的研究、开发和应用有着重要的推动作用,也为石墨烯全光纤集成应用提供了新的思路.
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- 关键词：石墨烯化学气相沉积拉曼光谱
- 基于拉曼光谱的光子晶体光纤孔内生长石墨烯层数控制方法的研究被引量：1
- 2020年
- 石墨烯和光子晶体光纤(PCF)都拥有良好的光学特性,但是通过湿法转移只能将石墨烯薄膜转移/涂覆在光纤表面或端面,内部的空气孔因为直径太小无法转移。因此,利用化学气相沉积法(CVD)将碳源分解为碳原子,使其在光纤空气孔中形成形核点,在PCF内孔生长石墨烯薄膜。重点研究了通过控制生长条件,使石墨烯直接在光子晶体光纤空气孔中生长出完整的石墨烯薄膜并且层数可控的技术。通过扫描电镜表征生长后的石墨烯,可以清楚的看到石墨烯薄膜的存在并且与光子晶体光纤空气孔紧密结合在一起,形成石墨烯光纤材料;通过拉曼光谱表征生长后的石墨烯,可以看到石墨烯3个特征峰均存在。改变生长条件比如:温度、生长时间、甲烷气体浓度等发现光子晶体光纤空气孔中的石墨烯D峰与G峰的比值明显减小,有效降低了石墨烯的缺陷。结果表明生长时间对石墨烯缺陷降低最为有效, D峰与G峰的比值可以降到0.5左右。生长时间为5 h时石墨烯生长层数为双层,通过延长生长时间可以继续降低石墨烯的缺陷程度和增加石墨烯的层数;温度可以快速分解甲烷进而增加碳原子的形核点,加快石墨烯薄膜的形成,但是过高的温度会对石墨烯产生较大的缺陷,在1 050℃之后D峰与G峰的比值不再快速降低。研究表明石墨烯层数则因为碳原子形核点的增多而不断变厚;甲烷浓度的增加,导致气体流速加快,而空气孔直径太小受到流速影响较大,导致空气孔内石墨烯的层数波动式增大。此研究为后续设计基于石墨烯光纤的器件、探究石墨烯光纤在光学的应用提供了基础。
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- 关键词：石墨烯光子晶体光纤拉曼光谱化学气相沉积法
- 基于石墨烯涂覆空心光纤电光调制特性的研究被引量：7
- 2016年
- 设计了一种新型的石墨烯-空心光纤可调谐结构,将石墨烯涂覆在空心光纤的空气孔内表面上,利用有限元法研究了该结构的电光调制特性.研究表明,改变石墨烯的化学势既可以调控光纤的相位和开关特性,还可以调谐光纤损耗峰与次峰的位置、强度和宽度.然而,改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变开关点和损耗峰与次峰的位置,只会改变损耗差和损耗峰的强度和宽度,而且由N层石墨烯引起的损耗差是单层的N倍.这是因为石墨烯的介电常数决定了光纤的有效折射率和损耗,改变石墨烯的化学势可以改变石墨烯的介电常数,而改变空气孔半径和石墨烯层数不会改变石墨烯的介电常数,却改变了石墨烯和光的作用强度.经过参数优化之后,我们提出一种基于五层石墨烯涂覆空心光纤的电吸收型调制器,工作在1180—1760 nm波段,具有小尺寸(5 mm×125μm)、宽光带宽(580 nm)、高消光比(16 dB)、高调制带宽(64 MHz)和低插入损耗(1.23 dB)特性.研究结果对基于石墨烯的可调谐光纤光子器件的设计和应用提供了理论参考.
- 毕卫红王圆圆付广伟王晓愚李彩丽
- 关键词：石墨烯空心光纤化学势有限元法
