جذب‌کننده پلاسمونی دو باندی مبتنی بر گرافن برای کاربرد در ادوات مخابرات نوری

ضریب جذب نوری یک پارامتر کلیدی در عملکرد موفقیت‌ آمیز ادوات الکترونیک نوری نظیر آشکارسازها، سلو‌‌‌ل‌های خورشیدی، مدولاتورها، فیلترها است. بدین منظور در این مقاله، یک جذب‌کننده دو باندی متشکل از یک ساختار فلز گرافن دی‌الکتریک فلز که در طول موج‌های مخابرات نوری کار می‌کند، ارائه شده است. جهت به دست آوردن مشخصه جذب ساختار پیشنهادی از روش تفاضل محدود در حوزه زمان استفاده شده است. همچنین، تاثیر ضخامت نانوساختار فلزی رویی، لایه‌های دی‌الکتریک و زیرلایه فلزی بر مشخصه جذب نور در ساختار مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از گرافن تک لایه همراه با ساختار پلاسمونی سبب بهبود برهم‌کنش نور و گرافن شده و در نتیجه باعث افزایش جذب نور در ساختار شده است. نتایج نشان می‌دهد که برای این ساختار، جذب نور 95% در طول موج nm1310 و جذب نور 97% در طول موج nm1675 به‌دست می‌آید. بنابراین، این جذب‌کننده قابلیت کار در دو باند مخابرات نوری (باند o و باند u) به طور همزمان را دارا است. همچنین مدار معادل فرکانسی جذب کننده پیشنهادی نیز ارائه شده است که نتایج خروجی آن تطابق بسیار خوبی با نتایج شبیه‌سازی دارد.

Design of a Dual Band Graphene-Plasmonic Absorber for Optical Communication Devices

In optoelectronic devices such as photodetectors, solar cells, modulators, filters, etc., the optical absorption coefficient is a key parameter in successful device operation. To this end, in this paper, a dual band absorber, consisting of a metalgraphenedielectricmetal structure which can operate at communication bands is presented. First of all, the light absorption characteristic has been achieved by finite difference time domain method and then the influences of the thicknesses of top metallic structure, dielectric and substrate layers on the light absorption of the structure have been analyzed. The results revealed that utilizing the graphene monolayer and the plasmonic structure improves the lightgraphene interaction and in result, the graphene layer absorption. It is shown that the proposed structure has the light absorption of 95% at the wavelength of 1310nm and the light absorption of 96% at the wavelength of 1675nm. Therefore, this absorber has the ability of operating at two optical communication bands (Oband and Uband) simultaneously.