تحلیل عددی یک مدولاتور نوری پهن باند مبتنی بر جفت لایه گرافن و h-BN در محدوده طول موجی 1300 تا 1800 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 لایه های گرافنی با ضخامت زیر طول موجی و میزان جذب تنظیم پذیر 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 دی الکتریک 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 لایه های 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 مشخصه های عملکردی مدولاتور، ساختار پیشنهادی بهینه برای مدولاتور بیان شده است. مدولاتور پیشنهادی علاوه بر عملکرد مناسب در محدوده طول موجی 1800-1300 نانومتر، در طول موج 1550 نانومتر، عمق مدولاسیون dB/µm 0.06 با اتلافات الحاقی dB/µm 0.16 و ضریب خاموشی بالای 12 دسی بل را نشان می دهد.