基于石墨烯的太赫兹波调制器
作者:
作者单位:

1.中国电子科技集团 第十三研究所,河北 石家庄 050051;2.桂林电子科技大学 信息与通信学院;3.桂林电子科技大学 材料科学与工程学院,广西 桂林 541004;4.上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室;5.上海大学 特种光纤与先进通信国际联合研究实验室,上海 200444

作者简介:

文松(1987-),男,高级工程师,硕士,主要研究方向为扩频通信.email:liang.alexandre@gmail.com.
赵其祥(1987-),男,博士,讲师,主要研究方向为太赫兹科学、高功率真空器件、超材料.
马梦诗(1997-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为高功率太赫兹辐射源、模式转换器.
吕 游(1987-),女,硕士,助理实验师,主要研究方向为太赫兹超材料、高功率太赫兹辐射源.
何国强(1990-),男,博士,讲师,主要研究方向为毫米波/太赫兹传感技术、天线理论与技术、计算电磁学.

通讯作者:

基金项目:

国家自然科学基金青年资助项目(62001280);上海市浦江人才计划资助项目(20PJ1404300);广西无线宽带通信和信号处理重点实验室资助项目(GXKL06200213)

伦理声明:



THz modulator based on graphene
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.The 13th Institute of China Electronics Technology Group,Shijiazhuang Hebei 050051,China;2.School of Information and Communication;3.School of Materials Science and Engineering,Guilin University of Electronic Technology, Guilin Guangxi 541004,China;4.Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks;5.Joint International;Research Laboratory of Specialty Fiber Optics and Advanced Communication,Shanghai University,Shanghai 200444,China

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    摘要:

    石墨烯由于其优异的电学性能,在微波、毫米波、太赫兹波等领域显示出潜在的应用前景。本文设计了毫米波和亚太赫兹波频段的基于石墨烯的相位和幅值波导调制器。该石墨烯调制器可以通过调节石墨烯的表面阻抗来调控电磁波在波导中传播的振幅和相位;分析了石墨烯片的长度和位置对电磁波在波导中的透射和反射系数的影响,同时还分析了石墨烯化学势对电磁波在波导中传输和反射的影响。结果表明,通过调节石墨烯片的长度及其在矩形金属波导中的位置,可以调控调制器的反射系数、透射系数和透射相位调制范围,并满足器件级应用需求。

    Abstract:

    Graphene is attractive for the great potential in microwave, millimeter wave, terahertz wave and other fields due to their excellent electronical properties. In this paper, a rectangular metallic waveguide integrated with graphene for phase and amplitude modulator is designed in the millimeter and sub-terahertz waves frequencies. Through adjusting the surface impedance of graphene, the amplitude and phase of electromagnetic wave propagation in the waveguide can be controlled dynamically. Meanwhile, the influence of the length and position of the integrated graphene sheet on the transmission and reflection coefficients of electromagnetic wave in the waveguide is analyzed, as well as the effect of graphene chemical potential on the transmission and reflection of electromagnetic wave in waveguide. The results show that the reflection coefficient, transmission coefficient and transmission phase modulation range of the modulator can be customized by adjusting the length of graphene sheet and its position in rectangular metal waveguide, which meets the needs of device level applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

文松,赵其祥,马梦诗,吕游,何国强.基于石墨烯的太赫兹波调制器[J].太赫兹科学与电子信息学报,2022,20(9):934~941

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  • 收稿日期:2021-06-20
  • 最后修改日期:2021-08-25
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  • 在线发布日期: 2022-09-22
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