全部新闻 公司新闻 产品新闻 资料下载 行业新闻
日本NTT公司纳米光子学中心Masaaki Ono课题组--负载石墨烯的深亚波长等离子体波导的超快和高能效全光交换
     全光开关吸引了人们的注意,因为它们有可能克服电开关的速度限制。但是,由于现有材料固有的光学非线性小,实现超快、高能效的全光开关一直具有挑战性。作为解决方案,我们建议使用负载石墨烯的深亚波长等离子体波导(30×20 nm2)。由于极端的光限制,我们大大增强了石墨烯中的光学非线性吸收,并以35 fJ的开关能量和260 fs的开关时间,实现了超快的全光开关。开关能量比以前基于石墨烯的器件小四个数量级,并且是所有在几皮秒或更短时间内运行的全光开关的最小值。该器件可以有效地连接到常规的硅波导,并可以用在硅光子集成电路中。我们相信,这种基于石墨烯的器件将为芯片的超快和高能效的光子处理铺平道路。
 
Figure 1. (a)负载石墨烯的金属-绝缘体-金属(MIM)-WG的示意图。(b)MIM-WG的横截面侧视图,如(a)所示的红色虚线。(c)石墨烯负载的MIM-WG本征模的场分布(|E|2)。(d)计算不同wslot和tAu值下,石墨烯的吸收系数。(e)各种wslot和tAu值的场增强因子EF。
 

Figure 2. (a)模式转换器周围的SEM图像,wslot为70 nm,tAu为40 nm。比例尺,1μm。(b)加载石墨烯的MIM-WG的俯视示意图。石墨烯负载的MIM-WG的SEM图,其中wslot = 70 nm,tAu = 40 nm和石墨烯长度lG为(c)3.2μm和(d)7.2μm。MIM-WG长度lMIM为10μm。比例尺,2μm。
 

Figure 3. (a)平均相对透射率与MIM-WG长度的关系。(b)对于各种wslot和tAu值,测量和计算的石墨烯的吸收系数。

 
Figure 4. (a)在装有石墨烯的(单层,双层)MIM-WG和参考硅线WG(不含石墨烯)中,皮秒激光脉冲可产生的饱和吸收。(b)在皮层负载石墨烯的MIM-WG中,皮秒级激光脉冲采用皮秒激光脉冲进行全光交换(红色圆圈),wslot=30 nm,tAu=20 nm和lMIM=4μm。(c)泵-探头测量示意图。(d)在与(a)相同的样品中,用飞秒激光脉冲进行的饱和吸收。输入脉冲的波长为1550nm。
 

Figure 5. (a)在双层石墨烯负载的MIM-WG中,wslot=30 nm,tAu=20 nm和lMIM=4μm,进行全光交换(红色圆圈)。还绘制了输入脉冲的自相关(蓝色圆圈)。(b)对于双层石墨烯负载的MIM-WG,消光比的控制脉冲能量依赖性(wslot=30 nm,tAu=20 nm和lMIM=4μm)。
 
      相关研究成果于2019年由日本NTT公司纳米光子学中心Masaaki Ono课题组,发表在Nature Photonics(https://doi.org/10.1038/s41566-019-0547-7)上。原文:Ultrafast and energy-efficient all-optical switching with graphene-loaded deep-subwavelength plasmonic waveguides。
您的称呼 :
联系电话 :
您的邮箱 :
咨询内容 :
 
石墨烯系列产品 石墨烯薄膜 石墨类产品 分子筛类产品 碳纳米管和其他纳米管系列 活性炭及介孔碳系列产品 吉仓代理进口产品/国产产品 包装盒类 改性高分子类及其导电添加剂 纳米颗粒/微米颗粒 富勒烯类产品 化学试剂及生物试剂类 MXenes材料 量子点 纳米化合物及稀土氧化物 石墨烯设备及其材料 锂电池导电剂类 外接修饰分子偶联服务 委托开发服务 微电子产品 石墨烯及纳米材料检测业务 石墨烯检测设备 纳米线类/纳米棒类 实验室耗材类 钙钛矿材料(OLED) 导热硅胶片
公司新闻 产品新闻 行业新闻 资料下载