تحلیل عددی یک مدولاتور نوری پهن باند مبتنی بر جفت لایه گرافن و h-BN در محدوده طول موجی ۱۳۰۰ تا ۱۸۰۰ نانومتر با ضریب خاموشی بالا

در این مقاله، یک مدولاتور نوری باند پهن حاوی دو جفت لایه گرافن و h-BN طراحی و تحلیل شده است. تک لایه­های گرافنی با ضخامت زیر طول موجی و میزان جذب تنظیم­پذیر به عنصر کلیدی در طراحی ادوات نوری تبدیل شده است. برای حفظ خواص تک لایه گرافنی در ساختارهای شامل دو یا چند لایه گرافنی از لایه دی­الکتریک h-BN استفاده شده است. در این مقاله، ساختار مدولاتور نوری پیشنهادی شامل دو جفت لایه گرافن و h-BN است که اعمال ولتاژ به لایه­های گرافنی سبب تغییر پتانسیل شیمیایی گرافن شده و از این طریق، با کنترل میزان جذب گرافن، مدولاسیون نور خروجی فراهم شده است. از طریق روش FDTD، با محاسبه مشخصه­های عملکردی مدولاتور، ساختار پیشنهادی بهینه برای مدولاتور بیان شده است. مدولاتور پیشنهادی علاوه بر عملکرد مناسب در محدوده طول موجی ۱۸۰۰-۱۳۰۰ نانومتر، در طول موج ۱۵۵۰ نانومتر، عمق مدولاسیون dB/µm ۰.۰۶ با اتلافات الحاقی dB/µm ۰.۱۶ و ضریب خاموشی بالای ۱۲ دسی بل را نشان می­دهد.

کلیدواژه ها:

Modulator ، Multi-layer Graphene ، Plasmonic ، h-BN ، Loss ، Modulation Depth ، مدولاتور ، گرافن ، پلاسمونیک ، h-BN ، تلفات ، عمق مدولاسیون