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Updated: Jun 15, 2025
08:44
Fabrication and Testing of Photonic Thermometers
Published on: October 24, 2018
5.8K
在光子波导中集成的石墨烯热红外发射器
Nour Negm1,2, Sarah Zayouna3,4, Shayan Parhizkar1,2
1Advanced Microelectronic Center Aachen, AMO GmbH, Otto-Blumenthal-Str. 25, 52074 Aachen, Germany.
ACS photonics
|August 26, 2024
概括
与光子波导相结合的石墨烯中红外发射器提供了具有成本效益的宽带光源. 这些发射器实现了高合效率,使得在气体传感和光子集成电路中实现了先进的应用.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 宽带中红外 (中红外) 源对于光子集成电路 (PIC) 是至关重要的.
- 现有的基于半导体的中型IR发射器在PIC兼容性,成本和带宽方面面临挑战.
- 理想的热发射器应该有效地与PIC波导相合,并在高温下运行.
研究的目的:
- 为了证明石墨烯作为一个成本效益高的,可集成的宽带中等IR发射器用于PIC.
- 将石墨烯发射器与光子波导相结合,以增强中红外光合.
- 为了实现高效的合到用于气体传感应用的波导的基本模式.
主要方法:
- 石墨烯发射器与光子波导相结合.
- 波导集成石墨烯的宽带发射强度的表征.
- 使用格子合器来确认光合到波导模式.
- 执行热模拟以预测发射器工作温度.
主要成果:
- 从波导集成的石墨烯发射器观察到的高宽带发射强度.
- 证实了成功将发射光与波导的基本模式相合.
- 预测的发射器温度高达1000°C,使黑体辐射在中红外光谱中实现.
- 估计合效率 (η) 高达68%,超过了之前报告的类似设备的值.
结论:
- 石墨烯是PIC中具有成本效益,高性能宽带中红外发射器的一个有前途的材料.
- 波导集成的石墨烯发射器在波导中显示出更高的合效率.
- 开发的技术在推进气体传感和其他中红外光子应用方面具有重大潜力.
