[發明專利]一種基于石墨烯的全光纖偏振控制與強度調制多功能器件

在審

• 申請號: 201810764934.0
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108761953A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 余健輝;朱文國;陳哲;陳光磊;楊松青;唐潔媛;吳朋軍
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G02F1/17
• 分類號: G02F1/17;G02F1/00;G02F1/01
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林名欽;周鄭奇

本發明涉及光纖通訊技術領域，公開了一種基于石墨烯的全光纖偏振控制與強度調制多功能器件。該多功能器件結構包括：玻璃襯底、放置在玻璃襯底凹槽內的側邊拋磨光纖，所述側邊拋磨光纖拋磨區上覆蓋有石墨烯薄膜，兩個金屬電極設置在石墨烯薄膜之上，所述金屬電極為兩個獨立的金屬叉指電極。通過改變施加在獨立的金屬叉指電極兩端的驅動電壓，調控石墨烯層對光纖中傳輸光強的吸收，從而控制光偏振態的改變與實現對光強的調制。本發明具有體積小、結構設計簡單、插入損耗低、工作波長范圍寬、消光比高、響應速度快、集成化、多功能化等優點。在未來光電子器件集成、多功能化發展趨勢下，有著重要的應用前景。

技術領域

本專利涉及光纖通訊技術領域，具體涉及一種基于石墨烯的全光纖偏振控制與強度調制多功能器件。

背景技術

隨著光通信網絡的飛速發展，光電器件的性能及功能也被賦予更高的要求。現在的光電器件也存在著功能單一，帶寬小，速度慢等要改進的問題。光電器件有著同時集成化多功能器件的需求，同時全光網絡的發展也賦予光電器件的全光纖化的要求。石墨烯由于其獨特的結構和優良的光學和電學特性，成為國內外的研究熱點，成為光電領域的重要研究方向。側邊拋磨光纖成本低廉,對倏逝場利用的區域可人為控制、制成的器件的插入損耗、偏振相關損耗、背向反射極小和易于與光纖系統熔接,使得利用側邊拋磨光纖構造新型全光纖器件已成為研究開發的有效途徑之一。在光電器件研究中，通過將石墨烯新材料和新型光纖結構相結合形成的石墨烯-側邊拋磨光纖波導結構在偏振控制方向上的應用和發展空間巨大，特別是基于光纖的集成化，高性能，低功耗和低成本的新型光電器件具有非常廣闊的前景。如果能將石墨烯與側邊拋磨光纖相結合，構建新型的多功能全光纖器件，特別是基于石墨烯的光纖偏振控制器的制作和相關技術的研究的突破，將加快新型石墨烯光學波導偏振控制器在光纖系統中的實際應用，同時也對其他石墨烯全光纖器件的研發具有十分重要的指導意義。

如申請號為201120571231.X的專利公開了基于D型光纖的石墨烯電光調制器。結構上在D型光纖表面敷設有石墨烯，同時，在石墨烯的一端制備有金屬電極及引線，在石墨烯薄膜上鍍有一層絕緣層，所述絕緣層鍍設在石墨烯薄膜上金屬電極及引線旁邊，絕緣層為三氧化鋁或其它具有高介質電常數的絕緣層，金屬電極及引線為導電性電極，導電性電極是Au或Pt。此專利的不足之處在于結構上存在一定的缺陷。在石墨烯的引線上，此專利采用的方法是在石墨烯的一端制備有金屬電極及引線，然后絕緣層上層也設有金屬電極，但是這個結構不夠完善，金屬電極是塊狀的，而且金屬電極的位置分別是石墨烯的一側與石墨烯的中間上層，以上兩點都會導致器件光利用率不高，使得光強調制的性能表現不佳。

發明內容

為解決上述問題，本專利提供了一種基于石墨烯的全光纖偏振控制與強度調制多功能器件，它為側邊拋磨光纖拋磨區的石墨烯引線提供了更好的結構。

本專利采用如下技術方案：