مدولاتور الكترواپتيكي چند بانده مبتني برگرافن در بازه تراهرتز

Graphene based multiband THz electro-optic modulator

در اين مقاله يك مدولاتور الكترواپتيكي چندبانده #38;nbsp; مبتني بر گرافن تك #8204;لايه طراحي و مدلسازي شده #8204; است كه در ساختار آن، نانو آنتن #8204;هاي فلزي براي افزايش جذب و بهبود مشخصات مدولاتور قرار گرفته است . با يكپارچه كردن گرافن با ساختار ساندويچي فلز/دي #8204;الكتريك/گرافن امواج پلاسموني شديدا حبس شده در سطح گرافن در داخل ساختار MDG تحريك شده و با انتشار در جهت متضاد آنها در سطح گرافن باعث ايجاد رزونانس فابري #8204;_پرو شده كه باعث #38;nbsp;افزايش جذب مولتي باند در گرافن مي #8204;شود. با اعمال ولتاژ باياس طيف عبور مدولاتور شيفت پيدا مي #8204;كند و بيشينه مقدار عبور از سيستم دستخوش تغييرات زيادي مي #8204;شود. در طول موج #38;nbsp; #38;micro;m7/31 مي توان به #38;nbsp;عمق مدولاسيون در حدود dB18 دست يافت. برخلاف ديگر مدولاتورهاي مبتني برگرافن كه اساس مدولاسيون از طريق اعمال تغييرات در جذب آن صورت مي #8204;گيرد در اين ساختار عمل مدولاسيون از طريق شيفت يافتن فركانس پيك #8204;هاي عبور فابري-پرو اتفاق مي #8204;افتد.

In this article a multiband electro-optic modulator based on single layer graphene is designed and numerically investigated. The designed modulator incorporates metallic Nano-antennas to enhance the absorption and hence the modulator parameters. Due to integrating graphene into a metal-dielectric-graphene (MDG) sandwich structure, highly confined graphene plasmons (GPs) are excited in the MDG structure and multiple order Fabry-Perot (FP) resonances are formed by interference of oppositely propagating GPs waves that account for the multiband absorption enhancement. The applied bias voltage shifts the transmission spectra which in turn shifts the maximum transmission through the structure. At 31.7mm, the modulation depth is as high as 18dB. Unlike other graphene-based modulators that modulation is based on changes in graphene absorption, in this case modulation is based on frequency shifting of FP resonances.