تحلیل یک مدولاتور الکترواپتیک بر پایه کاواک نانو پرتو بلور فوتونی تک‌بعدی همراه با ساختار متناوب گرافن بر اکسید آلومینیوم

در این مقاله، ما یک مدولاتور الکترو ‌ اپتیک بر اساس جذب گرافن ارائه می‌کنیم. در این ساختار، گرافن بر روی اکسید آلومینیوم قرار گرفته که ساختار به صورت متناوب تکرار می‌شود. این ساختار متناوب گرافن بر اکسید آلومینیوم در داخل یک حفره نیم‌استوانه‌ای، درون یک کاواک نانو پرتو بلور فوتونی یک بعدی قرار گرفته است. برخلاف مقالات قبلی که کاواک نانو پرتو بلور فوتونی یک بعدی شامل حفره‌های استوانه‌ای بوده و نواحی مختلف با تغییر شعاع این حفره‌ها ایجاد می‌شد، در این ساختار از حفره‌های نیمه استوانه‌ای استفاده شده و با چرخش این نیم‌استوانه‌ها، نواحی مختلف ساختار کاواک نانو پرتو بلور فوتونی ایجاد می‌شود. این نوع بلور فوتونی دارای ضریب کیفیت بالایی است. همچنین این نوع مدولاتورها پس از ساخت به فضای کمی نیاز دارند، بنابراین گزینه بسیار مناسبی برای مدارهای مجتمع هستند. در این مقاله از روش دامنه محدود در حوزه زمان-سه‌بعدی برای تحلیل استفاده شده است. در این مدولاتور مشاهده می‌شود که با تغییر ولتاژ بایاس میزان پیک جذب و همچنین طول موج رزونانس آن تغییر می‎کند. در نتیجه این تغییرات، به عمق مدولاسیونی در حدود 7 دسی‌بل دست می‌یابیم.

analysis of an electro-optic modulator based photonic crystal nanobeam cavity coupled to alternating structure of graphene on aluminum oxide

in this paper, we present an electro-optical modulator based on graphene absorption. in this structure, graphene is placed on aluminum oxide, the structure of which is repeated alternately. this alternating structure of graphene on aluminum oxide is located inside a semi-cylindrical cavity in a 1-dimensional photonic crystal nanobeam cavity. unlike previous articles, which consisted of cylinder holes and different areas in the nanobeam cavity are formed by changing the radius of the holes, in this structure, semi-cylinder holes have been used and, different areas are formed by rotating these semi-cylinders. this type of crystal photonics has a high-quality factor. also, this type of modulator requires little space after construction, in this paper, the three-dimensional finite-difference time-domain method is used for analysis. in this modulator, it is observed that by changing the bias voltage, the amount of absorption peak and also its resonance wavelength are changed. as a result of these changes, we achieve a modulation depth of about 7db.