Published January 17, 2018
| Version v1
Publication
Open
Significantly High Modulation Efficiency of Compact Graphene Modulator Based on Silicon Waveguide
- 1. Peking University
Description
Abstract We theoretically and experimentally demonstrate a significantly large modulation efficiency of a compact graphene modulator based on a silicon waveguide using the electro refractive effect of graphene. The modulation modes of electro-absorption and electro-refractive can be switched with different applied voltages. A high extinction ratio of 25 dB is achieved in the electro-absorption modulation mode with a driving voltage range of 0 V to 1 V. For electro-refractive modulation, the driving voltage ranges from 1 V to 3 V with a 185-pm spectrum shift. The modulation efficiency of 1.29 V · mm with a 40-μm interaction length is two orders of magnitude higher than that of the first reported graphene phase modulator. The realisation of phase and intensity modulation with graphene based on a silicon waveguide heralds its potential application in optical communication and optical interconnection systems.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة نوضح نظريًا وتجريبيًا كفاءة تعديل كبيرة بشكل كبير لمضمن الجرافين المضغوط بناءً على دليل موجة السيليكون باستخدام تأثير الانكسار الكهربائي للجرافين. يمكن تبديل أوضاع التضمين للامتصاص الكهربائي والانكسار الكهربائي بجهود مختلفة مطبقة. يتم تحقيق نسبة انقراض عالية تبلغ 25 ديسيبل في وضع تعديل الامتصاص الكهربائي مع نطاق جهد تشغيل يتراوح من 0 فولت إلى 1 فولت. بالنسبة لتعديل الانكسار الكهربائي، يتراوح جهد التشغيل من 1 فولت إلى 3 فولت مع إزاحة طيفية 185 - pm. كفاءة التضمين 1.29 فولت مم مع طول تفاعل 40 ميكرومتر أعلى بمرتبتين من حيث الحجم من مغير طور الجرافين الأول المبلغ عنه. إن تحقيق تعديل الطور والشدة باستخدام الجرافين بناءً على دليل موجة السيليكون يبشر بتطبيقه المحتمل في أنظمة الاتصال البصري والربط البيني البصري.Translated Description (French)
Résumé Nous démontrons théoriquement et expérimentalement une efficacité de modulation significativement grande d'un modulateur de graphène compact basé sur un guide d'onde en silicium utilisant l'effet électro-réfractif du graphène. Les modes de modulation de l'électro-absorption et de l'électro-réfraction peuvent être commutés avec différentes tensions appliquées. Un taux d'extinction élevé de 25 dB est obtenu dans le mode de modulation par électro-absorption avec une plage de tension d'excitation de 0 V à 1 V. Pour la modulation par électro-réfraction, la tension d'excitation varie de 1 V à 3 V avec un décalage spectral de 185 pm. L'efficacité de modulation de 1,29 V · mm avec une longueur d'interaction de 40 μm est de deux ordres de grandeur supérieure à celle du premier modulateur de phase en graphène rapporté. La réalisation d'une modulation de phase et d'intensité avec du graphène à base d'un guide d'onde en silicium annonce son application potentielle dans les systèmes de communication optique et d'interconnexion optique.Translated Description (Spanish)
Resumen Demostramos teórica y experimentalmente una eficiencia de modulación significativamente grande de un modulador de grafeno compacto basado en una guía de ondas de silicio utilizando el efecto electro refractivo del grafeno. Los modos de modulación de electroabsorción y electro-refracción se pueden cambiar con diferentes voltajes aplicados. Se logra una alta relación de extinción de 25 dB en el modo de modulación de electroabsorción con un rango de voltaje de accionamiento de 0 V a 1 V. Para la modulación electro-refractiva, el voltaje de accionamiento varía de 1 V a 3 V con un cambio de espectro de 185-pm. La eficiencia de modulación de 1,29 V · mm con una longitud de interacción de 40 μm es dos órdenes de magnitud más alta que la del primer modulador de fase de grafeno informado. La realización de la modulación de fase e intensidad con grafeno basada en una guía de ondas de silicio anuncia su potencial aplicación en sistemas de comunicación óptica e interconexión óptica.Files
s41598-018-19171-x.pdf.pdf
Files
(2.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b2d2cf4d662403737154f5814e7c5ef7
|
2.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- كفاءة تعديل عالية بشكل كبير لمغير الجرافين المضغوط بناءً على دليل موجة السيليكون
- Translated title (French)
- Efficacité de modulation significativement élevée du modulateur de graphène compact à base de guide d'ondes en silicium
- Translated title (Spanish)
- Eficiencia de modulación significativamente alta del modulador de grafeno compacto basado en guía de ondas de silicio
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2782698478
- DOI
- 10.1038/s41598-018-19171-x
References
- https://openalex.org/W1502066899
- https://openalex.org/W1968431604
- https://openalex.org/W1977381243
- https://openalex.org/W1992147930
- https://openalex.org/W1992154389
- https://openalex.org/W1993202746
- https://openalex.org/W1996277409
- https://openalex.org/W1999594918
- https://openalex.org/W2019442680
- https://openalex.org/W2019883289
- https://openalex.org/W2028783209
- https://openalex.org/W2044471529
- https://openalex.org/W2050305336
- https://openalex.org/W2051105944
- https://openalex.org/W2060093775
- https://openalex.org/W2066463455
- https://openalex.org/W2070322085
- https://openalex.org/W2086562268
- https://openalex.org/W2088804921
- https://openalex.org/W2091524530
- https://openalex.org/W2111719256
- https://openalex.org/W2131410875
- https://openalex.org/W2136778248
- https://openalex.org/W2157255578
- https://openalex.org/W2325939002
- https://openalex.org/W2605719552
- https://openalex.org/W2621032257
- https://openalex.org/W2962792056
- https://openalex.org/W3106124326
- https://openalex.org/W881161943