电光调制器是光通信系统中的关键器件。电光调制器具有调制速率快、消光比高、驱动电压低等优势,被广泛应用于光纤通信系统中的光发射器模块。石墨烯是一种新型材料,具有的优异电学和光学特性,因此基于石墨烯材料的电光调制器与传统的调制器相比具有调制速率高、体积小、成本低、调制效果好等独特的优势。硅基波导制作成本低,工艺成熟,便于系统集成,且环形谐振腔结构具有调制灵敏度高、尺寸小、弯曲损耗小、易于在传统工艺器件上集成等显著优势。基于石墨烯的硅基环形谐振腔电光调制器,将硅基波导的成熟技术与环形谐振腔的结构优势相结合,具有十分广阔的应用前景。本论文从石墨烯的基本特性和环形谐振腔的工作原理出发,设计了一种基于石墨烯的环形谐振腔电光调制器,并研究了环形谐振腔的各种参数,以及石墨烯材料本身性质对基于石墨烯电光调制器性能参数的影响。本文主要工作内容如下:.首先,阐述了电光调制器和石墨烯的国内外研究现状,讨论了石墨烯的发展历程和制备方法,以及石墨烯的各种优异的电学和光学特性。分析了石墨烯电导率和有效折射率随费米能级的变化趋势。其次,研究了环形谐振腔的基本结构和工作原理,建立了环形谐振腔的理论模型,并根据该模型分析了环形谐振腔的结构参数对其性能的影响。研究表明添加石墨烯,改变器件参数会对环形谐振腔透射率曲线产生偏移。分析了环形谐振腔结构应用于电光调制器时,电光调制器的工作方式以及结构参数的变化对调制器性能的影响。研究表明环形谐振腔半径等结构参数会同时影响Q值和FSR,应综合考虑参数选择。研究了多环串联结构和并联结构的优势,建立了理论模型,并根据仿真结果对结构进行优化设计。最后,对结构参数优化后的电光调制器的性能进行分析与仿真,分析其消光比与驱动电压等性能。模拟了石墨烯不同位置时的光场分布和不同模式下的有效折射率。设计不同结构的电光调制器,分析比较其性能。