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王雨淋副教授课题组在Optics Express上发表论文

阅读次数:发布时间:2021-09-02

基于表面等离激元的波导,特别是杂化等离激元纳米线波导,因其易于制备、高透射率、亚波长模式局域和传输距离长等优点而受到广泛关注,可用于增强与石墨烯的相互作用。考虑到石墨烯是具有表面导电性的二维材料,所以提高平行于石墨烯平面的电场分量具有重要意义。然而,硅波导中导模的最大电场被限制在中心,导致导模与表面石墨烯接触较少。在这里,我们提出了一种基于杂化表面等离激元纳米线阵列的可调谐单层石墨烯光调制器。利用表面等离激元狭缝模式的超强亚波长局域能力和周期性超表面结构中相邻单元的近场耦合来增强有效的光和物质相互作用。最终我们实现调制深度为4.7 dB/m,插入损耗为0.045 dB/m,并具有一定的宽带响应。调制器性能还能被进一步优化,经过优化调制深度为16.7 dB/m,插入损耗为0.17 dB/m3dB带宽可达200GHz,调制器的能耗约为0.86/。该调制器设计具有调制性能优异、集成度高、能耗低、调制速率快等一系列优良特性,将会为基于石墨烯的等离激元调制器提供设计思路,为下一代二维材料的光电器件应用打下坚实基础。

Figure 1. Schematics of the graphene optical modulator based on arrayed hybrid plasmonicnanowires. The cross-section of unit cell of the modulator in the y-z plane is shown inthe top-left inset. The equivalent electric circuit of this modulator is depicted in thebottom-left inset.


相关工作以“Single-layer graphene optical modulator based on arrayed hybrid plasmonic nanowires”为题发表在Optics Express期刊上。我院2018级研究生李志凯和书院2019级本科生黄纪元为本文共同第一作者,王雨淋副教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金的支持。

文章连接:https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-19-30104&id=458394


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