高性能多功能一体光电子设备,通过在侧抛光纤维上集成石墨烯/MoS异构
Linqing Zhuo1, Dongquan Li1,2, Weidong Chen1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Department of Optoelectronic Engineering, Jinan University, Guangzhou 510632, China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
研究人员在光纤平台上开发了一种新的MoS2/石墨烯/Au设备. 该设备既可以作为偏振感应的光探测器,也可以作为偏振器,克服2D材料中弱光吸收,从而实现增强的光电子.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光纤光学是指光纤的使用.
背景情况:
- 二维 (2D) 材料具有显著的光电子特性,对于先进的设备至关重要.
- 基于二维材料的光电子产品的性能往往受到其固有的弱光吸收阻碍.
- 将2D材料与光学平台集成为最大化光物相互作用带来了挑战.
研究的目的:
- 提出和演示一种使用MoS2/石墨烯/Au结构的新型光纤集成光电子设备.
- 在光纤系统中增强二维材料的光吸收能力.
- 为了实现一个多功能一体设备,能够对偏振敏感的光检测和偏振.
主要方法:
- 在侧抛光纤维 (SPF) 上集成的MoS2/石墨烯/Au异构的制造.
- 对不同光极化模式 (横向磁性 - TM和横向电气 - TE) 的设备响应的表征.
- 光学和电气测量以量化光检测和偏振性能.
主要成果:
- 该设备有效地吸收在SPF中引导的TM模式,产生光电流用于极化敏感检测.
- TE模式以最小的损失传输,使同时极化功能成为可能.
- 通过MoS2 (1.75x) 和Au电极 (24.8x) 显著增强TM模式的吸收.
- 在C频段1550nm实现了高光响应度 (2.2×10^5A/W),外部量子效率 (1.76×10^7%),高光电流极化比率 (0.686),极化效率 (3.9dB/mm) 在C频段1550nm.
结论:
- 将2D材料集成到SPF中显著增强了光-2D材料的相互作用.
- 在SPF上提出的MoS2 / 石墨烯 / Au结构使高性能,多功能一体光纤集成光电子设备成为可能.
- 这种方法为开发先进的光学传感器和通信组件开辟了新的途径.
