基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器及制作方法技术

一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器，由两个连接光纤段、D型光纤段和石墨烯片组成；另外，基于前述结构方案，本发明专利技术还提出了一种制作方法；本发明专利技术的有益技术效果是：提出了一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器及制作方法，该调制器具有结构紧凑、稳定性好、集成度高等优点，并且还能使泵浦光波长的选择灵活性和方便性得到大幅提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干涉型光调制器，尤其涉及一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器及制作方法。
技术介绍
在现有的通信系统中，信息虽然可以通过光信号在光缆中实现远距离大容量的传输，但是在信息的收发端仍然需要由电光和光电转换装置来进行光信号和电信号的相互转换，由于受限于电信号的调制和探测速率，使得信息传输存在“电子瓶颈”，这就导致光纤高达30THz的巨大带宽容量无法得到充分利用。为了解决前述的“电子瓶颈”问题，本领域技术人员提出了“全光通信”的概念，即在光域中进行信号的传输和转换，以避免光与电、电与光之间的转换，从而使通信系统彻底摆脱“电子瓶颈”的束缚，为此，亟待提出一种高性能的全光调制器。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器，其创新在于：所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段（连接光纤段采用单模光纤制作）、D型光纤段和石墨烯片组成；所述D型光纤段的D型面与D型光纤段的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段和D型光纤段的涂覆层已被预先除去；D型光纤段的一端与其中一个连接光纤段连接，D型光纤段的另一端与另一个连接光纤段连接，两个连接光纤段的纤芯同轴，D型光纤段的纤芯与连接光纤段的纤芯偏芯设置，且D型光纤段的纤芯与连接光纤段的纤芯部分重叠；由连接光纤段和D型光纤段所组成的结构体形成马赫曾德干涉结构；所述石墨烯片设置于D型光纤段的D型面上，石墨烯片将D型面全部覆盖。本专利技术的原理是：从调制器的一端进入的泵浦光传输到D型光纤时，泵浦光的倏逝场会与石墨烯片接触，从而使石墨烯价带中的电子跃迁到导带，跃迁到导带的电子符合费米-狄拉克分布，该过程将导致石墨烯能带结构中的电子分布发生改变；在输入泵浦光的同时，探测光从调制器的另一端进入D型光纤，探测光的倏逝场与石墨烯片接触时，由于石墨烯能带中的电子分布已经在泵浦光的作用下发生了改变，此时，就会产生泡利阻塞效应，进而导致石墨烯片对探测光的吸收减小，从而对探测光起到调制作用；基于石墨烯能带结构和马赫曾德干涉结构的特性可知，当不同波长的探测光同时进入调制器时，我们可以通过干涉光谱的变化十分方便地获得当前泵浦光波长条件下，对不同波长的探测光的调制效果，同时，在该调制器中，泵浦光波长可以大于探测光波长，也可以小于探测光波长，都能对探测光产生调制效果；不同波长的泵浦光对探测光的调制效果不一样，从而使我们可以根据调制效果对泵浦光的波长进行选择，相比于现有的其他全光调制器，本专利技术具有结构紧凑、稳定性好、集成度高等优点，并且本专利技术还能对于选择泵浦光波长的灵活性和方便性得到大幅提高。基于前述结构方案，本专利技术还提出了一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器的制作方法，所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器的结构如前所述，具体的制作方法为：1）预制连接光纤段、D型光纤段和石墨烯片；所述石墨烯片采用铜基生长方式制得，石墨烯片的尺寸与D型光纤段上的D型面匹配；2）将连接光纤段和D型光纤段的涂覆层除去；3）采用熔接机，将D型光纤段的两端分别与两个连接光纤段熔接，两个连接光纤段的纤芯同轴，D型光纤段的纤芯与连接光纤段的纤芯偏芯设置；熔接后，连接光纤段和D型光纤段所组成的结构体即形成马赫曾德干涉结构；4）将石墨烯片与铜基分离（具体的分离手段可采用常见的化学置换法，比如用三氯化铁溶液将铜去除），然后将石墨烯片转移至D型光纤段的D型面上（石墨烯片和D型面接触后，会在材料的表面张力作用下稳定地连接在一起），基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器制作完成。本专利技术的有益技术效果是：提出了一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器及制作方法，该调制器具有结构紧凑、稳定性好、集成度高等优点，并且还能使泵浦光波长的选择灵活性和方便性得到大幅提高。附图说明图1、本专利技术的剖面示意图；图中各个标记所对应的名称分别为：连接光纤段1、D型光纤段2、石墨烯片3。具体实施方式一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器，其创新在于：所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段1、D型光纤段2和石墨烯片3组成；所述D型光纤段2的D型面与D型光纤段2的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段1和D型光纤段2的涂覆层已被预先除去；D型光纤段2的一端与其中一个连接光纤段1连接，D型光纤段2的另一端与另一个连接光纤段1连接，两个连接光纤段1的纤芯同轴，D型光纤段2的纤芯与连接光纤段1的纤芯偏芯设置，且D型光纤段2的纤芯与连接光纤段1的纤芯部分重叠；由连接光纤段1和D型光纤段2所组成的结构体形成马赫曾德干涉结构；所述石墨烯片3设置于D型光纤段2的D型面上，石墨烯片3将D型面全部覆盖。一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器的制作方法，所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段1、D型光纤段2和石墨烯片3组成；所述D型光纤段2的D型面与D型光纤段2的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段1和D型光纤段2的涂覆层已被预先除去；D型光纤段2的一端与其中一个连接光纤段1连接，D型光纤段2的另一端与另一个连接光纤段1连接，两个连接光纤段1的纤芯同轴，D型光纤段2的纤芯与连接光纤段1的纤芯偏芯设置，且D型光纤段2的纤芯与连接光纤段1的纤芯部分重叠；由连接光纤段1和D型光纤段2所组成的结构体形成马赫曾德干涉结构；所述石墨烯片3设置于D型光纤段2的D型面上，石墨烯片3将D型面全部覆盖；其创新在于：前述的基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器按如下方式制作：1）预制连接光纤段1、D型光纤段2和石墨烯片3；所述石墨烯片3采用铜基生长方式制得，石墨烯片3的尺寸与D型光纤段2上的D型面匹配；2）将连接光纤段1和D型光纤段2的涂覆层除去；3）采用熔接机，将D型光纤段2的两端分别与两个连接光纤段1熔接，两个连接光纤段1的纤芯同轴，D型光纤段2的纤芯与连接光纤段1的纤芯偏芯设置；熔接后，连接光纤段1和D型光纤段2所组成的结构体即形成马赫曾德干涉结构；4）将石墨烯片3与铜基分离（具体操作时，与铜基分离后的石墨烯片放进蒸馏水中除去杂质），然后将石墨烯片3转移至D型光纤段2的D型面上，基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器制作完成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器，其特征在于：所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段（1）、D型光纤段（2）和石墨烯片（3）组成；所述D型光纤段（2）的D型面与D型光纤段（2）的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段（1）和D型光纤段（2）的涂覆层已被预先除去；D型光纤段（2）的一端与其中一个连接光纤段（1）连接，D型光纤段（2）的另一端与另一个连接光纤段（1）连接，两个连接光纤段（1）的纤芯同轴，D型光纤段（2）的纤芯与连接光纤段（1）的纤芯偏芯设置，且D型光纤段（2）的纤芯与连接光纤段（1）的纤芯部分重叠；由连接光纤段（1）和D型光纤段（2）所组成的结构体形成马赫曾德干涉结构；所述石墨烯片（3）设置于D型光纤段（2）的D型面上，石墨烯片（3）将D型面全部覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器，其特征在于：所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段（1）、D型光纤段（2）和石墨烯片（3）组成；所述D型光纤段（2）的D型面与D型光纤段（2）的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段（1）和D型光纤段（2）的涂覆层已被预先除去；D型光纤段（2）的一端与其中一个连接光纤段（1）连接，D型光纤段（2）的另一端与另一个连接光纤段（1）连接，两个连接光纤段（1）的纤芯同轴，D型光纤段（2）的纤芯与连接光纤段（1）的纤芯偏芯设置，且D型光纤段（2）的纤芯与连接光纤段（1）的纤芯部分重叠；由连接光纤段（1）和D型光纤段（2）所组成的结构体形成马赫曾德干涉结构；所述石墨烯片（3）设置于D型光纤段（2）的D型面上，石墨烯片（3）将D型面全部覆盖。2.一种基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器的制作方法，所述基于石墨烯的集成式全光纤干涉型光调制器由两个连接光纤段（1）、D型光纤段（2）和石墨烯片（3）组成；所述D型光纤段（2）的D型面与D型光纤段（2）的纤芯之间留有间隔；所述连接光纤段（1）和D型光纤段（2）的涂覆层已被预先除去；D型光纤段（2）的一端与其中一个连接光...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，高磊，高聪，李雨佳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50