隨著密集波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展以及全光通信的提出,基于全光傳輸模式的全光開關(guān)和全光緩存器應(yīng)運(yùn)而生。相較于現(xiàn)階段光電光傳輸模式的光電器件,全光器件具有更低的運(yùn)行成本、更快的速度、更高的效率、更大的傳輸容量等優(yōu)勢(shì)。加之類電磁誘導(dǎo)透明（Electromagnetically induced transparency,EIT）效應(yīng)具有誘導(dǎo)慢光和增強(qiáng)光學(xué)非線性特性,因此基于類EIT效應(yīng)的全光器件將會(huì)成為下一代全光通信的研究重點(diǎn),尤其是處于核心地位的全光開關(guān)。立足于上述大背景,我們提出了基于類EIT效應(yīng)的光子晶體馬赫澤德干涉（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）全光開關(guān),并對(duì)類EIT效應(yīng)與表面等離激元（Surface plasmon polaritions,SPPs）現(xiàn)象結(jié)合衍生出的等離激元誘導(dǎo)透明（Plasmon-induced transparency,PIT）效應(yīng)進(jìn)行性質(zhì)和應(yīng)用研究。本論文主要工作內(nèi)容如下:（1）在波導(dǎo)器件結(jié)構(gòu)層材料選擇上,篩選出了具有更高非線性系數(shù)和更高響應(yīng)速度的III-V族化合物InGaP材料,在全光開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,提出了集成類EIT效應(yīng)的光子晶體... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)（引自文獻(xiàn)[29]）

圖 1-5 石墨烯的能譜圖（引自文獻(xiàn)[32]）中期，戈登·摩爾(Gordon Moore)預(yù)言單芯片上所容納的元器件一番，這就是著名的摩爾定律(Moore's law)，該定律的主要矛石墨烯由于 SP2雜化，雜化的三個(gè)軌道與其它碳原子共價(jià)鍵相軌道共同在垂直于共價(jià)鍵平面方向上形成了離域的大 π 鍵，因上與金屬銅類似表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，是一種半金屬。根據(jù)已在室溫下其電子遷移率高達(dá) 1.5 105cm2/(V.s)[36]，高于商用硅。另外，由于石墨烯特殊的量子遂道效應(yīng)使之成為一種良好的 106S/m[37]。因此，石墨烯被認(rèn)為是繼半導(dǎo)體硅之后可以續(xù)寫料。，英國(guó)曼徹斯特大學(xué) A. K. Geim 課題組在 Science 上撰文，指出單層石墨烯在波長(zhǎng) 450 nm-750 nm 范圍內(nèi)具有恒定的吸光率 2對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果見圖 1-6[38]。有趣的是，每增加一層石墨烯對(duì)

擴(kuò)散到基底材料表面，結(jié)晶生長(zhǎng)一層石墨烯，主要有電弧放電成法[46]、氣相沉積法[47]和溶劑熱法[48]。鑒于石墨烯制備的成熟化，我途徑可以更高效的獲取到單層或者多層石墨烯。面，我們以合肥微晶材料科技有限公司所提供的銅基底石墨烯(WJC要說明一下石墨烯的轉(zhuǎn)移。圖 1-9 給出了銅基石墨烯的轉(zhuǎn)移步驟，首先的銅基石墨烯樣品上旋涂 200 nm 厚的甲基丙烯酸甲脂(PMMA)光刻膠烯。然后把銅基放入大理石刻蝕液(15 g 無水硫酸銅+50 ml 濃鹽酸+50，觀察銅基變化，先是背面的石墨烯去除，然后緊接著金屬銅減少，，刻蝕液中就只剩下單層石墨烯和旋涂的 PMMA 薄膜了，反復(fù)使用去結(jié)構(gòu)中的化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)行清洗，把清洗干凈的石墨烯/PMMA 薄膜轉(zhuǎn)移到此處目標(biāo)基底以二氧化硅為例，然后放在 180 度的熱板上進(jìn)行干燥處后，把烘干后的目標(biāo)樣品放入熱的丙酮溶液中 1 個(gè)小時(shí)，用于 PMMA，至此，石墨烯從銅箔表面轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基底表面[49]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯等離激元的光學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用前景[J]. 楊曉霞,孔祥天,戴慶.  物理學(xué)報(bào). 2015(10)
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博士論文
[1]金屬納米腔耦合波導(dǎo)的光學(xué)特性及光子器件研究[D]. 陸華.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2013

碩士論文
[1]基于FDTD的二維超材料的電磁器件仿真與設(shè)計(jì)[D]. 鄭亮.云南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3480576