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本组成果发表于Optica并被Nature Photonics作为研究亮点报道
Time:2014-12-21

本研究组成果发表于《Optica》并被《Nature Photonics》作为研究亮点报道

 

最近,本研究组在实验上实现了基于微光纤与石墨烯相结合的宽谱单偏振谐振腔器件,论文发表于OSA新旗舰刊物《Optica》上(Optica, 1, 307-310 (2014)),并被Nature Photonics作为研究亮点(Research highlights)报道(Nature Photonics, 8, 881 (2014).)。

本论文第一作者是已毕业的本研究组硕士生寇君龙同学(现在加州理工攻读博士学位),共同第一作者是硕士生陈锦辉同学,指导老师是徐飞老师和陆延青老师。博士生陈烨对该工作的样品制备和测量做出了贡献。

近年来,二维材料石墨烯由于其优异的光电子学性质而得到研究者广泛关注。尽管单层石墨烯在近红外、可见光波段具有2.3%吸收,但是对于实际光学器件应用还是远远不够。提高石墨烯与光相互作用强度,从而制备出新型光电子器件成为重要研究课题。目前已经有一些研究组利用硅基波导与石墨烯结合来增加石墨烯与光相互作用长度,但是这种硅基系统并不能很好与现有光纤系统相兼容,接入损耗也较大。虽然目前已有一些研究组提出利用微光纤与石墨烯结合,但样品制备难度或器件功能性方面还有不少改进空间。

不同于其他的研究组的方案,我们将先将石墨烯包覆到圆柱形支撑体上,然后将拉制得到微光纤缠绕到覆有石墨烯的支撑体上,利用微光纤疏逝场与石墨烯相互作用,从而得到全光纤的起偏器,由于石墨烯的特殊能带特性,该器件理论上可以工作在可见、近红外波段。实验上得到了在1200 nm-1650 nm16 dB 的消光比。进一步地,通过仔细控制微光纤间的耦合距离,还得到了单偏振的谐振腔。值得一提的是,利用这种结构,理论上可以将石墨烯与光作用长度增加到数十厘米长度。整个器件结构紧凑,稳定性好,且制备方法简单。该器件可以在全光开关、生物传感、非线性频率转换方面得到应用,而这种三维立体全光纤结构同时也为研究其它二维材料如MoS2等提供了一种新的途径。


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