基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器及制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器，由兩個(gè)連接光纖段、D型光纖段和石墨烯片組成；另外，基于前述結(jié)構(gòu)方案，本發(fā)明還提出了一種制作方法；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器及制作方法，該調(diào)制器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，并且還能使泵浦光波長(zhǎng)的選擇靈活性和方便性得到大幅提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種干涉型光調(diào)制器，尤其涉及一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，信息雖然可以通過(guò)光信號(hào)在光纜中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大容量的傳輸，但是在信息的收發(fā)端仍然需要由電光和光電轉(zhuǎn)換裝置來(lái)進(jìn)行光信號(hào)和電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，由于受限于電信號(hào)的調(diào)制和探測(cè)速率，使得信息傳輸存在“電子瓶頸”，這就導(dǎo)致光纖高達(dá)30THz的巨大帶寬容量無(wú)法得到充分利用。
[0003]為了解決前述的“電子瓶頸”問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員提出了“全光通信”的概念，即在光域中進(jìn)行信號(hào)的傳輸和轉(zhuǎn)換，以避免光與電、電與光之間的轉(zhuǎn)換，從而使通信系統(tǒng)徹底擺脫“電子瓶頸”的束縛，為此，亟待提出一種高性能的全光調(diào)制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器，其創(chuàng)新在于:所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器由兩個(gè)連接光纖段(連接光纖段采用單模光纖制作)、D型光纖段和石墨烯片組成;所述D型光纖段的D型面與D型光纖段的纖芯之間留有間隔;所述連接光纖段和D型光纖段的涂覆層已被預(yù)先除去;D型光纖段的一端與其中一個(gè)連接光纖段連接，D型光纖段的另一端與另一個(gè)連接光纖段連接，兩個(gè)連接光纖段的纖芯同軸，D型光纖段的纖芯與連接光纖段的纖芯偏芯設(shè)置，且D型光纖段的纖芯與連接光纖段的纖芯部分重疊；由連接光纖段和D型光纖段所組成的結(jié)構(gòu)體形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)；所述石墨烯片設(shè)置于D型光纖段的D型面上，石墨烯片將D型面全部覆
至
ΠΠ ο
[0005]本發(fā)明的原理是:從調(diào)制器的一端進(jìn)入的栗浦光傳輸?shù)紻型光纖時(shí)，栗浦光的倏逝場(chǎng)會(huì)與石墨烯片接觸，從而使石墨烯價(jià)帶中的電子躍迀到導(dǎo)帶，躍迀到導(dǎo)帶的電子符合費(fèi)米-狄拉克分布，該過(guò)程將導(dǎo)致石墨烯能帶結(jié)構(gòu)中的電子分布發(fā)生改變;在輸入栗浦光的同時(shí)，探測(cè)光從調(diào)制器的另一端進(jìn)入D型光纖，探測(cè)光的倏逝場(chǎng)與石墨烯片接觸時(shí)，由于石墨烯能帶中的電子分布已經(jīng)在栗浦光的作用下發(fā)生了改變，此時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生泡利阻塞效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致石墨烯片對(duì)探測(cè)光的吸收減小，從而對(duì)探測(cè)光起到調(diào)制作用;基于石墨烯能帶結(jié)構(gòu)和馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)的特性可知，當(dāng)不同波長(zhǎng)的探測(cè)光同時(shí)進(jìn)入調(diào)制器時(shí)，我們可以通過(guò)干涉光譜的變化十分方便地獲得當(dāng)前栗浦光波長(zhǎng)條件下，對(duì)不同波長(zhǎng)的探測(cè)光的調(diào)制效果，同時(shí)，在該調(diào)制器中，栗浦光波長(zhǎng)可以大于探測(cè)光波長(zhǎng)，也可以小于探測(cè)光波長(zhǎng)，都能對(duì)探測(cè)光產(chǎn)生調(diào)制效果;不同波長(zhǎng)的栗浦光對(duì)探測(cè)光的調(diào)制效果不一樣，從而使我們可以根據(jù)調(diào)制效果對(duì)栗浦光的波長(zhǎng)進(jìn)行選擇，相比于現(xiàn)有的其他全光調(diào)制器，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，并且本發(fā)明還能對(duì)于選擇栗浦光波長(zhǎng)的靈活性和方便性得到大幅提1? O
[0006]基于前述結(jié)構(gòu)方案，本發(fā)明還提出了一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器的制造方法，所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)如前所述，具體的制作方法為:
1)預(yù)制連接光纖段、D型光纖段和石墨烯片;所述石墨烯片采用銅基生長(zhǎng)方式制得，石墨烯片的尺寸與D型光纖段上的D型面匹配；
2)將連接光纖段和D型光纖段的涂覆層除去；
3)采用熔接機(jī)，將D型光纖段的兩端分別與兩個(gè)連接光纖段熔接，兩個(gè)連接光纖段的纖芯同軸，D型光纖段的纖芯與連接光纖段的纖芯偏芯設(shè)置;熔接后，連接光纖段和D型光纖段所組成的結(jié)構(gòu)體即形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)；
4)將石墨烯片與銅基分離(具體的分離手段可采用常見(jiàn)的化學(xué)置換法，比如用三氯化鐵溶液將銅去除)，然后將石墨烯片轉(zhuǎn)移至D型光纖段的D型面上(石墨烯片和D型面接觸后，會(huì)在材料的表面張力作用下穩(wěn)定地連接在一起)，基于石墨稀的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器制作完成。
[0007]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:提出了一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器及制作方法，該調(diào)制器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，并且還能使栗浦光波長(zhǎng)的選擇靈活性和方便性得到大幅提高。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1、本發(fā)明的剖面示意圖；
圖中各個(gè)標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)分別為:連接光纖段1、D型光纖段2、石墨烯片3。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器，其創(chuàng)新在于:所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器由兩個(gè)連接光纖段1、D型光纖段2和石墨烯片3組成;所述D型光纖段2的D型面與D型光纖段2的纖芯之間留有間隔；所述連接光纖段I和D型光纖段2的涂覆層已被預(yù)先除去;D型光纖段2的一端與其中一個(gè)連接光纖段I連接，D型光纖段2的另一端與另一個(gè)連接光纖段I連接，兩個(gè)連接光纖段I的纖芯同軸，D型光纖段2的纖芯與連接光纖段I的纖芯偏芯設(shè)置，且D型光纖段2的纖芯與連接光纖段I的纖芯部分重疊；由連接光纖段I和D型光纖段2所組成的結(jié)構(gòu)體形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu);所述石墨烯片3設(shè)置于D型光纖段2的D型面上，石墨烯片3將D型面全部覆蓋。
[0010]—種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器的制造方法，所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器由兩個(gè)連接光纖段1、D型光纖段2和石墨烯片3組成;所述D型光纖段2的D型面與D型光纖段2的纖芯之間留有間隔;所述連接光纖段I和D型光纖段2的涂覆層已被預(yù)先除去;D型光纖段2的一端與其中一個(gè)連接光纖段I連接，D型光纖段2的另一端與另一個(gè)連接光纖段I連接，兩個(gè)連接光纖段I的纖芯同軸，D型光纖段2的纖芯與連接光纖段I的纖芯偏芯設(shè)置，且D型光纖段2的纖芯與連接光纖段I的纖芯部分重疊；由連接光纖段I和D型光纖段2所組成的結(jié)構(gòu)體形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu);所述石墨烯片3設(shè)置于D型光纖段2的D型面上，石墨烯片3將D型面全部覆蓋;其創(chuàng)新在于:前述的基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器按如下方式制作: 1)預(yù)制連接光纖段1、D型光纖段2和石墨烯片3;所述石墨烯片3采用銅基生長(zhǎng)方式制得，石墨烯片3的尺寸與D型光纖段2上的D型面匹配；
2)將連接光纖段I和D型光纖段2的涂覆層除去；
3)采用熔接機(jī)，將D型光纖段2的兩端分別與兩個(gè)連接光纖段I熔接，兩個(gè)連接光纖段I的纖芯同軸，D型光纖段2的纖芯與連接光纖段I的纖芯偏芯設(shè)置;熔接后，連接光纖段I和D型光纖段2所組成的結(jié)構(gòu)體即形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)；
4)將石墨烯片3與銅基分離(具體操作時(shí)，與銅基分離后的石墨烯片放進(jìn)蒸餾水中除去雜質(zhì))，然后將石墨烯片3轉(zhuǎn)移至D型光纖段2的D型面上，基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器制作完成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器，其特征在于:所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器由兩個(gè)連接光纖段(1)、D型光纖段(2)和石墨烯片(3)組成；所述D型光纖段(2)的D型面與D型光纖段(2)的纖芯之間留有間隔；所述連接光纖段(I)和D型光纖段(2)的涂覆層已被預(yù)先除去;D型光纖段(2)的一端與其中一個(gè)連接光纖段(I)連接，D型光纖段(2)的另一端與另一個(gè)連接光纖段(I)連接，兩個(gè)連接光纖段(I)的纖芯同軸，D型光纖段(2)的纖芯與連接光纖段(I)的纖芯偏芯設(shè)置，且D型光纖段(2)的纖芯與連接光纖段(I)的纖芯部分重疊；由連接光纖段(I)和D型光纖段(2)所組成的結(jié)構(gòu)體形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu);所述石墨烯片(3)設(shè)置于D型光纖段(2)的D型面上，石墨烯片(3)將D型面全部覆至ΠΠ ο2.—種基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器的制造方法，所述基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器由兩個(gè)連接光纖段(1)、D型光纖段(2)和石墨烯片(3)組成;所述D型光纖段(2)的D型面與D型光纖段(2)的纖芯之間留有間隔；所述連接光纖段(I)和D型光纖段(2)的涂覆層已被預(yù)先除去;D型光纖段(2)的一端與其中一個(gè)連接光纖段(I)連接，D型光纖段(2)的另一端與另一個(gè)連接光纖段(I)連接，兩個(gè)連接光纖段(I)的纖芯同軸，D型光纖段(2)的纖芯與連接光纖段(I)的纖芯偏芯設(shè)置，且D型光纖段(2)的纖芯與連接光纖段(I)的纖芯部分重疊；由連接光纖段(I)和D型光纖段(2)所組成的結(jié)構(gòu)體形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu);所述石墨烯片(3)設(shè)置于D型光纖段(2)的D型面上，石墨烯片(3)將D型面全部覆蓋;其特征在于:前述的基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器按如下方式制作: 1)預(yù)制連接光纖段(1)、D型光纖段(2)和石墨烯片(3);所述石墨烯片(3)采用銅基生長(zhǎng)方式制得，石墨烯片(3)的尺寸與D型光纖段(2)上的D型面匹配； 2)將連接光纖段(I)和D型光纖段(2)的涂覆層除去； 3)采用熔接機(jī)，將D型光纖段(2)的兩端分別與兩個(gè)連接光纖段(I)熔接，兩個(gè)連接光纖段(I)的纖芯同軸，D型光纖段(2)的纖芯與連接光纖段(I)的纖芯偏芯設(shè)置;熔接后，連接光纖段(I)和D型光纖段(2)所組成的結(jié)構(gòu)體即形成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)； 4)將石墨烯片(3)與銅基分離，然后將石墨烯片(3)轉(zhuǎn)移至D型光纖段(2)的D型面上，基于石墨烯的集成式全光纖干涉型光調(diào)制器制作完成。
【文檔編號(hào)】G02B6/28GK106054316SQ201610659296
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日 公開(kāi)號(hào)201610659296.7, CN 106054316 A, CN 106054316A, CN 201610659296, CN-A-106054316, CN106054316 A, CN106054316A, CN201610659296, CN201610659296.7
【發(fā)明人】朱濤, 高磊, 高聰, 李雨佳
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)