グラフェンベースのブロードバンド光学変調器. | JoVE Visualize

科学分野:

フォトニクスと光電子学
マテリアルサイエンス材料科学
電気工学電気工学とは

背景:

統合光学調節器は,オンチップの光学相互接続に不可欠ですが,既存のシリコンベースのデバイスは,弱い電気光学特性のために大きな足跡を持っています.
ゲルマニウムおよび複合半導体は,シリコンプラットフォームとの統合上の課題を提示しています.
共振器強化シリコン調節器は強度が高くなりますが,狭い帯域幅と厳格な製造要件に苦しんでいます.

研究の目的:

単層グラフェンを用いたブロードバンド,高速,波導体統合型電気吸収調節器を実証する.
大規模な足跡や狭い帯域幅など,既存のモジュレーター技術の限界を克服するために.
光学調節のための補完的な金属酸化物半導体 (CMOS) 互換性材料としてのグラフェンの可能性を調査する.

主な方法:

単層グラフェン基の波導体に統合された電気吸収調節器の製造.
導光を調節するために,グラフェンシートにおけるフェルミレベルの電気調節.
調節速度,動作スペクトル,デバイスの足跡の特徴.

主要な成果:

1GHzを超える周波数での誘導ライトのモデュレーションが実証されています.
環境条件下で1.35〜1.6μmの幅広い動作スペクトルを達成しました.
グラフェン調節器は,25μm2の例外的に小さなアクティブデバイス面積を示し,高い調節効率を強調しました.

結論:

単層グラフェンは,コンパクトで高速なブロードバンド光学モデュレータの開発に有望な材料です.
展示されたグラフェンベースのモデュレータは,フットプリント,動作電圧,およびモデュレーション速度において利点を提供しています.
この技術は,オンチップの光通信や高度な光学集積回路のための新しいアーキテクチャを可能にすることができます.