基于宇称时间对称结构实现石墨烯光增强吸收

来源 :发光学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ernie_dun
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为增强石墨烯对近红外通信波段光波的吸收,提出了一种基于周期性宇称-时间(Parity-time)对称结构的石墨烯基吸收器,该结构由顶层的石墨烯层和底层周期性PT对称单元构成.采用传输矩阵方法系统地研究了该结构中石墨烯对1450~1650 nm波长范围内光波的吸收特性.结果表明,通过优化石墨烯复合PT对称微纳结构参数,对于所研究波长范围内垂直入射的近红外光波,单层石墨烯的平均吸收增强了35倍.同时,对入射角在0° ~30°范围内的光波,结构对TE极化波和TM极化波的平均吸收分别增强了19.7倍和54倍.该结构对近红外通信波段光波具有高强度吸收特性,可广泛用于吸收器、光电探测器和红外光学传感器等器件的设计.“,”To enhance the absorption of graphene for optical waves in near-infrared communication wavelengths, a graphene-based absorber based on a periodic parity-time( PT) symmetry structure was proposed, which consists of the top graphene layer and the underlying periodic PT-symmetry unit. The absorption properties of graphene in the wave-length range of 1450 -1650 nm are systematically studied by the transfer matrix method( TMM) . The results show that by optimizing the graphene composite PT-symmetry micronano structure parameters, a 35-fold absorptance en-hancement was achieved for the normal incidence near-infrared light in the studied wavelength range as compared to the free-standing graphene absorption. Meanwhile, for the oblique incidence near-infrared light with angle ranging from 0° to 30°, the average absorptance of the TE and TM polarization light is also enhanced by 19. 7 and 54 folds, respectively. The structure has high-intensity absorption characteristics for the near-infrared light, which can be wide-ly used in the design of devices such as absorbers, photodetectors and infrared optical sensors.
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