ナイキスト 16 の位相共役および透過波長変換

Aug 13, 2023

Scientific Reports volume 6、記事番号: 22379 (2016) この記事を引用

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化学気相成長（CVD）法により成長させた単層グラフェンでコーティングされたファイバーピグテール断面に基づく非線形光学デバイスを作製します。 作製したグラフェン支援非線形光学デバイスを用い、ナイキスト16値直交振幅変調(16-QAM)信号を用いて、縮退四光波混合(FWM)による位相共役波長変換と非縮退FWMによる透明波長変換を実験的に実証します。グラフェンで。 ポンプパワーとポンプ波長の関数として変換効率を研究し、ビット誤り率 (BER) の性能を評価します。 また、ナイキスト 16-QAM 信号のグラフェン支援位相共役変換と透過波長変換の時変シンボル シーケンスも比較します。

グラフェン 1 は、六角形のハニカム格子に配置された炭素原子の単層であり、グラファイト、カーボン ナノチューブ、フラーレンなどのよく知られた炭素材料の基本構成要素です。 グラフェンは、その卓越した電子的および光子的特性により、高いレベルの研究関心を集めています 2,3,4,5。 線形の質量のないバンド構造 E±(p) = ±V|p| を持ち、上 (下) の符号は電子 (正孔) バンドに対応し、p は準運動量、V ≈ 106 m/s は準運動量です。フェルミ速度。 最近、広帯域偏光子 6、超高速光検出器 7,8、広帯域変調器 9,10、高感度センサー 11、超高速および超広帯域パルスレーザー 12,13,14,15,16 など、さまざまなグラフェンベースのフォトニックデバイスが報告されています。 グラフェンは、超広帯域領域 (赤外および可視領域にわたる) でバンド間の光学遷移を可能にする線形バンド構造を備えているため、大きな χ(3) 非線形性を持つ可能性のある材料として示唆されています 17。 グラフェンの非線形応答は本質的に波長全体にわたって分散がなく、バルク半導体と比べてはるかに強力であるため、当然のことながら FWM プロセスに適応できます。 FWMは、低速光グラフェン-シリコンフォトニック結晶導波路18、ファイバーフェルール上に光学的に蒸着されたグラフェン19、マイクロファイバーベースのグラフェン20、21など、さまざまな構成のグラフェンで観察されています。 ごく最近、Xu ら 22 は、機械的に剥離されたグラフェンを使用した 10 Gb/s ノンリターンツーゼロ (NRZ) 信号の FWM ベースの波長変換の実験的観察を報告しました。

データレートをスケールアップする場合、スペクトル効率の向上が効果的な方法となっていることがよく知られています23、24。 高度な光変調フォーマットは、波長変換機能が強く求められる大容量の光伝送ネットワーク25を実現するために非常に重要になっています。 ナイキストパルス整形信号は、波長分割多重 (WDM) システムで広く使用されています。 さらに、ナイキスト WDM テクノロジーは、単一のファイバーで多数の異なる波長チャネルを伝送でき、従来の WDM と比較してより高いスペクトル効率を示します。 以前の FWM ベースの調整可能な波長変換 26 では、高度な変調フォーマットは、1 シンボルに 2 ビットの情報がエンコードされた直交位相偏移キーイング (QPSK) でした。 この研究では、1 シンボルに 4 ビットの情報がエンコードされた 16 値直交振幅変調 (16-QAM) 信号が採用されており、より高いスペクトル効率を備えています 27,28。 したがって、ナイキスト パルス整形信号と 16-QAM の組み合わせは、スペクトル効率をさらに向上させる魅力的な方法となる可能性があります。 このシナリオでは、賞賛に値する目標は、グラフェン支援非線形光学デバイスを利用してナイキスト パルス整形信号の波長変換を開発することです。

この論文では、高度な光変調フォーマット信号 (ナイキストパルス整形信号) と単層グラフェンコーティングファイバーデバイスの光非線形性の組み合わせを考慮して、縮退/非縮退 FWM ベースの波長変換の実験的観察を示します。 5 Gbaud ナイキスト 16-QAM 信号。 ポンプ波長とポンプパワーの関数として波長調整特性と変換効率を研究します。 さらに、受信した光信号対雑音比 (OSNR) の関数として BER を測定することにより、ナイキスト 16-QAM 波長変換のパフォーマンスを特徴付けます。 縮退FWMによる位相共役波長変換と非縮退FWMによる透過波長変換の時変シンボル系列も比較のために測定した。

図 1 は、単層グラフェン コーティング ファイバー デバイスを使用した、縮退/非縮退 FWM ベースの波長変換の実験セットアップを示しています。 外部共振器レーザー (ECL1) からの連続波 (CW) 出力は、縮退/非縮退 FWM プロセスの信号光として機能し、単一偏波光入力によって 5 Gbaud のナイキスト 16-QAM 信号で変調されます。位相/直交 (I/Q) 変調器。 電気信号の生成には任意波形発生器 (AWG) が使用されます。 変調された 5 Gbaud ナイキスト 16-QAM 信号は、エルビウムドープ ファイバー増幅器 (EDFA) によって増幅され、続いて薄膜フィルターによって増幅自然放出 (ASE) ノイズが抑制されます。 その後、5 Gbaud ナイキスト 16-QAM 信号は、縮退 FWM 用の ECL2 からの 2 番目の CW ポンプと、カプラーを介して非縮退 FWM 用の ECL4 からの 3 番目の CW ポンプと結合され、高出力 EDFA (HP-EDFA) を使用して増幅されます。 ）そして単層グラフェンコーティングファイバーデバイスに投入されました。 ナイキスト 16-QAM 信号と CW ポンプの偏光状態は、単層グラフェン コーティング ファイバー デバイスにおける縮退/非縮退 FWM の最適化された変換効率を達成するために調整されます。 増幅されたナイキスト 16-QAM 信号と CW ポンプは、単層グラフェン コーティングされたファイバー デバイスを通過するときに縮退/非縮退 FWM プロセスに参加し、新たに変換されたアイドラが生成され、信号によって運ばれるデータ情報がコピーされます。 縮退/非縮退 FWM 波長変換プロセスの後、コヒーレント検波用の 2 つのチューナブル フィルター (TF1、TF2) を使用して、新しく変換されたアイドラが選択されます。 まず、TF1 を使用して、新しく変換されたアイドラが選択されます。 新しく変換されたアイドラーのパワー レベルは比較的低いため、選択された変換されたアイドラーは EDFA2 によって増幅されます。 次に、EDFA2 に起因する ASE ノイズを抑制するために、別の TF2 が使用されます。 つまり、TF1 は新しく変換されたアイドラを選択するために使用され、TF2 は ASE ノイズを抑制するために使用されます。 ECL3から出力されるCWはコヒーレント検波用の参照光として機能します。 可変光減衰器 (VOA) と低ノイズ EDFA (EDFA3) を使用して、BER 測定の受信光信号対雑音比 (OSNR) を調整します。 光スペクトル アナライザ (OSA) は、光スペクトルを監視するために使用されます。

グラフェンコーティングされたファイバーデバイスの縮退/非縮退FWMに基づく波長変換の実験セットアップ。

挿入図: 非線形光学デバイスとして使用される「サンドイッチ構造」グラフェン サンプル。 ECL: 外部共振器レーザー。 AWG: 任意波形発生器。 TF: 調整可能なフィルター。 OC: 光カプラ。 PC: 偏波コントローラ; OSA: 光スペクトラムアナライザー。

ECL1 レーザーの線幅は 100 KHz です。 送信機では、情報データはまず 16-QAM 形式にマッピングされ、次にデータ フレームにパックされます。 各フレームでは、38400 個のデータ シンボルがプリアンブルの後に送信されます。 位相回復のために 63 データ シンボルごとに 1 つのパイロットを挿入します。 プリアンブルには、同期シーケンスとして 2 つの 63 シンボル M シーケンスと、トレーニング シーケンスとして 4 つの 127 シンボル M シーケンスが含まれます。 シンボルごとに 2 サンプルのアップサンプリングの後、信号はルート レイズド コサイン (RRC) フィルターを使用してデジタル整形されます。 RRC のロールオフ係数は 0.01 です。 デジタル - アナログ コンバーター (DAC) の後、帯域幅 4.4 GHz の電気ローパス フィルターが、帯域外放射を除去するためのアンチエイリアシング フィルターとして使用されます。 受信機では、整合型 RRC フィルターが採用されています。 同期後、信号はシンボルごとに 2 サンプルに再サンプリングされ、時間領域のチャネル推定とイコライゼーションのためにトレーニング シーケンスが取得されます。 イコライズ後、位相はパイロットで補正され、ブラインド位相探索 (BPS) アルゴリズムでさらに推定されます。 最後に、ビット誤り率 (BER) が誤りカウントによって測定されます。 RRCフィルタ前とRRCフィルタ後のナイキストパルス波形のRFスペクトルを図2に示します。

ナイキスト パルス波形の RF スペクトル (a) RRC フィルター前、(b) RRC フィルター後。

まず、単層グラフェンコーティングファイバーデバイスにおける縮退FWMプロセスに基づくナイキスト16-QAM信号の波長変換を実証します。 実験では、信号波長は 1552.52 nm に固定されています。 図 3(a) は、単層グラフェンでコーティングされたファイバーデバイスの後に得られる典型的な出力縮退 FWM スペクトルを示しています。 ポンプが 1550.12 nm に調整されると、1547.71 nm で新たに変換されたアイドラーが生成されます。 ここでは、縮退 FWM を例として、同じ実験条件下で参照用にグラフェンを使用しない出力スペクトルを測定します。 さらに、セットアップに 2 m と 5 m のシングルモード ファイバーを追加して実験を繰り返したところ、ほぼ同じ実験結果が得られました。 図 3(b) に明確に示されているように、グラフェンを使用せずに変換されたアイドラーのパワーは、グラフェンを使用したアイドラーよりも約 5.8 dB 低いことが観察されます。 つまり、同じ実験条件下では、グラフェンを使用しない場合の変換されたアイドラーは、グラフェンを使用した場合よりも約 73.7% 低くなります。 したがって、グラフェンの縮退 FWM は波長変換プロセスにより多く寄与します。

(a) グラフェンコーティングされたファイバーデバイスがある場合 (黒) とない場合 (赤) で測定された FWM スペクトル。 (b) 挿入図: 変換されたアイドラーの拡大スペクトル。

変換効率を、変換されたアイドラと信号の電力比として定義します。 図 4(a) は、測定された縮退 FWM 変換効率をポンプパワーの関数として示しています (λpump = 1550.12 nm、λsignal = 1552.52 nm)。 変換効率はポンプパワーとともに増加します。 FWM の変換効率 η は、η = (γ・Pp・L)2 と近似的に表すことができます。ここで、γ は実効非線形係数、Pp はポンプパワー、L は長さです。 実際、図 4(a) の変換効率曲線は、25 dBm を超える比較的高いポンプ パワーでは変換効率とポンプの比率が 2:1 に従うように見えますが、比較的低いポンプ パワーでは二次関数以下になります。 このような興味深い現象は、グラフェンの可飽和吸収効果に起因している可能性があります。 ポンプパワーが低い場合、グラフェンによる吸収により変換効率が制限され、その結果、変換効率とポンプパワーの間に二次関係が生じます。 対照的に、より高いポンプパワーでは、グラフェンによる吸収は飽和可能であるため、ポンプパワーに依存する変換効率は、ゆっくりと変化する包絡線近似およびポンプ非空乏近似の下での非線形結合モード方程式の理論に従う二次関係に従います。 。 さらに、波長変換の可変動作も研究されています。 波長 λpump の CW ポンプと波長 λsignal のデータ信号が結合され、高い 3 次非線形性 (χ(3)) を持つグラフェン支援非線形デバイスに送信されます。 縮退 FWM プロセスのエネルギー保存により、新しく変換されたアイドラー波の波長は 1/λconv = 2/λpump−1/λsignal で表すことができます。 したがって、ポンプ波長または信号波長を調整するだけで調整可能な波長を実現できます。つまり、可変の λpump または λsignal により、可変の λconv が得られます。 したがって、変換されたアイドラー波長は、ポンプ波長を変更するだけで調整できます。つまり、固定入力信号波長であっても調整可能な波長変換です。 図 4(b) は、HP-EDFA の出力パワーが 30.5 dBm に固定されている場合の、グラフェン コーティングされたファイバ デバイスを使用した可変波長変換の縮退 FWM 変換効率の測定値を示しています。 信号波長は 1552.52 nm に固定され、ポンプ波長は 1550.09 nm から 1554.92 nm まで調整されます。 変換されたアイドラー波長とポンプ波長の間に線形の波長関係が観察されます。 変換効率は、ポンプ波長調整範囲内で 3 dB 未満変化します。

(a) 測定された変換効率対ポンプパワー。 (b) 測定された変換効率と変換されたアイドラー波長対ポンプ波長。

次に、単層グラフェン コーティング ファイバー デバイスにおける非縮退 FWM プロセスに基づくナイキスト 16-QAM 信号の波長変換を実証します。 図 5 は、単層グラフェン コーティング ファイバー デバイスの後に得られた典型的な出力非縮退 FWM スペクトルを示しています (λpump1 = 1549.32、λpump2 = 1552.52 nm、λsignal = 1551.32 nm)。

グラフェンコーティングされたファイバーデバイスを使用して測定された非縮退FWMスペクトル。

図3に示す縮退FWMプロセスに基づく波長変換の場合、新たに変換されたアイドラーの電場は、Eidler ∝ E2pumpE*signalの関係を満たします。ここで、Eidler、Epump、およびEsignalは、新たに変換されたアイドラーの複素電場を表します。それぞれ入力ポンプと入力信号です。 「＊」は電場の複素共役を表す。 したがって、新たに変換されたアイドラは、元の信号によって運ばれる同じデータ情報ではなく、その「位相共役」コピーを受け取ります。

図5に示す非縮退FWMプロセスに基づく波長変換の場合、新たに変換されたアイドラーの電場は、Eidler∝Epump1EsignalE*pump2の関係を満たします。ここで、Epump1とEpump2は2つの入力ポンプの複素電場を表します。 したがって、新しく変換されたアイドラは、元の信号によって運ばれるのとまったく同じデータ情報をコピーします。つまり、完全に透過的な波長変換です。

変換されたアイドラは、グラフェンベースの縮退 FWM26 のプロセスで元のデータ信号の「位相共役」コピーです。 この研究では、縮退 FWM による位相共役波長変換と非縮退 FWM による透過波長変換を検証するために、新たに変換されたアイドラの典型的な時変シンボル シーケンスを縮退/非縮退によって測定、記録、比較します。図 6 に示すように、FWM と元の信号 (背中合わせ)。図 6 から、縮退 FWM によって新たに変換されたアイドラが、I-元のナイキスト 16-QAM 信号の位相共役に対応する軸。 対照的に、非縮退 FWM によって新たに変換されたアイドラは、元のナイキスト 16-QAM 信号の透過的な波長変換に対応して、元の信号のコンスタレーションを複製します。

縮退/非縮退 FWM と元の信号 (B-to-B) によって新たに変換されたアイドラの時変シンボル シーケンス。

ナイキスト 16-QAM 波長変換のパフォーマンスを特徴付けるために、バックツーバック (B-to-B) 信号と新しく変換されたアイドラーの受信 OSNR の関数として BER 曲線をさらに測定します。 図 7(a) は、それぞれ 1547.71、1546.12、および 1544.52nm で生成された変換アイドラーを使用した、調整可能なナイキスト 16-QAM 縮退 FWM 波長変換の測定された BER パフォーマンスをプロットしています。 HP-EDFA のパワーは 31 dBm に設定されています。 1547.71、1546.12、および 1544.52 nm で新たに変換されたアイドラの測定された変換効率は、それぞれ -38.83、-42.47、および -50.21 dB です。 図 7(a) に示すように、観測された OSNR ペナルティは、変換されたアイドラーを使用したナイキスト 16-QAM 波長変換の BER 1 × 10−3 (7% 前方誤り訂正 (FEC) しきい値) で約 1 dB です。 1547.71nm。 1 × 10−3 の BER で約 1.4 dB の受信 OSNR ペナルティが、1546.12 および 1544.52 nm の変換されたアイドラで観察されます。 OSNR ペナルティの増加は、主に 1546.12 および 1544.52 nm での変換されたアイドラの変換効率の低下によるものです。 図 7(b) は、1548.11 nm で生成された新たに変換されたアイドラーを使用した、調整可能なナイキスト 16-QAM 非縮退 FWM 波長変換の測定された BER パフォーマンスをプロットしています。 観測された OSNR ペナルティは、1 × 10−3 の BER で約 1.6 dB です。 図 7 の右の挿入図は、B-to-B 信号と新たに変換されたアイドラの対応するコンスタレーションを示しています。 得られた結果を図１〜図４に示す。 図 3、4、5、6、7 は、単層グラフェンでコーティングされたファイバー ピグテール断面を使用したナイキスト 16-QAM 信号の波長変換で達成される良好な性能を示しています。

(a) ナイキスト 16-QAM 信号の縮退 FWM 波長変換で測定された BER と受信 OSNR の関係。 (b) ナイキスト 16-QAM 信号の非縮退 FWM 波長変換で測定された BER と受信 OSNR の関係。 挿入図は、B-to-B 信号と新しく変換されたアイドラのコンスタレーションを示しています。

Luo ら 29 は、グラフェンが FWM を生成できることを実験的に実証しました。 彼らの実験で使用されたグラフェンは、溶液ベースのルートで調製されました。 次に、グラフェンポリマーを光ファイバーの端面に転写しました。 しかし、私たちの研究では、単層グラフェンは CVD 法によって成長させられ、溶液ベースのルートよりも高い品質を備えている可能性があります 30。 実は、高品質グラフェンは損傷閾値も高いのです。 高品質の機械的に剥離されたグラフェン 22 の場合、35 dBm (約 3 W) の超高入力電力を加えても重大な損傷は観察されません。 この研究では、単層グラフェンを CVD 法によって成長させます。 作製、転写されたグラフェンも高品質である。 実験では、入力電力が最大 33 dBm であっても、グラフェンの損傷 (焼けたり穴が開いたり) は観察されませんでした。 したがって、グラフェン被覆光ファイバーの損傷閾値は 33 dBm 以上となる可能性があります。 さらに、グラフェンの品質が高いことは、χ(3) 非線形性が大きくなるのに非常に役立ちます。 したがって、CVDによって成長させた単層グラフェンでコーティングされたファイバピグテール断面に基づく非線形光学デバイスは、実用化において良好な性能を示す可能性がある。

グラフェンは、超広帯域領域 (赤外および可視領域にわたる) でバンド間の光学遷移を可能にする線形バンド構造を備えているため、大きな χ(3) 非線形性を持つ可能性のある材料として示唆されています 17。 グラフェンの非線形応答は本質的に波長全体にわたって分散がなく、バルク半導体と比べてはるかに強力であるため、当然のことながら FWM プロセスに適応できます。 さらに、図 3(b) に示すように、単層グラフェン被覆ファイバーデバイスでは変換効率が最大 5.8 dB 向上することが実験的に観察されました。 強化メカニズムは次のように説明できます。グラフェン支援非線形光学デバイスの場合、合計有効非線形カー係数は、実際にはグラフェンとデバイス材料 (例: グラフェン-シリコン導波路内のシリコン、グラフェンでコーティングされたファイバー内のシリカ) からの寄与を組み合わせたものです。 ）。 ファイバー、シリコン、およびグラフェン内のシリカのカー係数は、それぞれ約 10-20 m2/W、約 10-18 m2/W、および約 10-11 m2/W です 31、32、33。 グラフェンの 3 次非線形性は、ファイバーやシリコンのシリカよりも数桁大きく、これは π 電子の独特な線形バンド構造によるものです 17,22。 したがって、グラフェン支援非線形光学デバイスの複合実効非線形性が増加し、グラフェンが FWM プロセスを強化します。 さらに、以前の研究では、非線形応答がグラフェン層の数に敏感であることが実証されています 17。 したがって、実験で使用するグラフェン層の数を適切に増やすことで、異なるグラフェン層から生成される縮退および非縮退 FWM 応答をさらに強化することが可能です。

縮退および非縮退 FWM の現象は、半導体光増幅器 34 (SOA)、高非線形ファイバー 35 (HNLF)、シリコン導波路 36 で実証されています。 シリコン導波路ベースの FWM 波長変換プロセスでは、二光子吸収 (TPA) と波長分散を考慮する必要がある重要な要素です。 TPA による自由キャリア吸収は、高いポンプパワーで強力になります。 自己位相変調 (SPM) および相互位相変調 (XPM) の非線形位相シフト プロセスは、信号劣化を引き起こす可能性があります。 グラフェンの大きな三次感受率 χ(3) は、FWM、TPA、誘導ラマン散乱 (SRS)、誘導ブリルアン散乱 (SBS)、SPM、XPM などの非線形カー効果を引き起こす可能性もあります。 したがって、特に先進的な光変調フォーマット信号、例えばナイキスト 16-QAM の場合、グラフェンベースの位相共役および透明な波長変換が依然として発生できるかどうか疑問に思われるかもしれません。 また、ナイキスト 16-QAM 信号のグラフェン支援 FWM ベースの波長変換のプロセスにおいて、XPM、SPM が信号品質 (信号対雑音比の劣化など) にどのような影響を与えるのか疑問に思う人もいるかもしれません。 グラフェン支援非線形光学デバイスにおける強化 FWM に関するこれまでの実験では、CW Wong および YJ Rao の研究など、印象的なパフォーマンスが実証されています 18、20、21、37、38。 この論文では、既存の光ファイバー伝送システムと完全に互換性のある、2 本のファイバーのコネクター内にグラフェンを配置したグラフェンでコーティングされたファイバーデバイスを作製します。 グラフェンにおける縮退FWMによる位相共役波長変換と非縮退FWMによる透明波長変換を実験的に実証します。 また、受信した光 OSNR の関数として BER を測定することにより、ナイキスト 16-QAM 波長変換のパフォーマンスを特徴付けます。 広帯域の非線形応答、大きなχ(3) 非線形性、および既存の光ファイバー伝送システムとの互換性により、光信号処理アプリケーション向けの新しいアーキテクチャが可能になる可能性があります。

まず、光ファイバ端面に機械的に転写されたグラフェンにおけるFWMを実験的に観察した。 この実験では、高度な変調フォーマット信号 (ナイキスト 16-QAM など) の縮退/非縮退 FWM ベースの波長変換がさらに実証されています。 次に、グラフェンを使用した場合と使用しない場合で測定された変換効率を詳細に比較します。 グラフェンを使用せずに変換されたアイドラーの出力は、グラフェンを使用したアイドラーよりも約 5.8 dB 低いことが観察されます。 また、変換効率の向上は主にグラフェンの高い非線形性に起因することも明らかにしました。 さらに、変換されたアイドラー波長はポンプ波長を変更することで柔軟に調整でき、変換効率はわずかに変化します。 最後に、縮退 FWM に基づく位相共役ナイキスト 16-QAM 波長変換の場合、観測された OSNR ペナルティは、1547.71、1546.12、および 1544.52 nm で生成された変換後のアイドラーで 1 × 10−3 の BER で約 1、1.4、および 1.4 dB です。それぞれ。 非縮退 FWM に基づく透過波長ナイキスト 16-QAM 変換の場合、観測された OSNR ペナルティは、1548.11 nm で生成された変換後のアイドラーで 1 × 10−3 の BER で約 1.6 dB です。 グラフェン支援非線形光学デバイスは、より興味深い光信号処理用途を見つけることが期待されています。

単層グラフェンをベースとした非線形光学デバイスを作製するには、図 8 に示すように、まず CVD 法により Cu 箔上に単層グラフェンを成長させます39。 次に、グラフェンが堆積された Cu 箔の表面にポリ (メタクリル酸メチル) (PMMA) フィルムがスピン コーティングされ、Cu 箔が 1 M FeCl3 溶液でエッチング除去されます。 次に、浮遊している PMMA/グラフェン シートをファイバー ピグテールの断面に機械的に転写し、キャビネット内で乾燥させます。 室温で約 24 時間乾燥させた後、グラフェンの強い粘性のおかげで、炭素原子がファイバー端面上に自己集合することができました。 PMMA 層は最終的にアセトンを沸騰させて除去されます。 このグラフェンオンファイバーコンポーネントを別のクリーンでドライな FC/PC ファイバーコネクターに接続することで、縮退/非縮退 FWM ベースの波長変換アプリケーション用の非線形光学デバイスが構築されます。 ここで、ファイバは標準のシングルモード ファイバであり、ブレースとして機能します。 図9(a)に示すように、成長したグラフェンシートはSEM特性評価のためにシリコンオンインシュルター(SOI)上に転写されます。 選択されたラマンスペクトルを図9(b)に示します。 強い 2D バンドと G バンドが、それぞれ 2698、1582、1351 cm-1 に弱い D バンドを伴って観察されます。 測定された I2D /IG 比 1.65 は、単層グラフェン 40 の形成を裏付けています。 D 対 G ピーク強度比が約 0.08 という低い値は、SiO2/Si 基板上に形成されたグラフェンに欠陥がほとんどないことを示しています 41。

グラフェン支援非線形光学デバイスの製造プロセス。

(a) シリコン・オン・インシュレーター (SOI) 上に転写されたグラフェンの SEM 画像。 (b) SiO2/Si 基板上の単層グラフェンの典型的なラマン スペクトル (励起波長: 532 nm)。

この記事を引用する方法: Hu, X. et al. 単層グラフェンコーティングファイバーデバイスを使用したナイキスト 16-QAM 信号の位相共役および透過波長変換。 科学。 議員6、22379; 土井: 10.1038/srep22379 (2016)。

この論文の訂正が公開されました: https://doi.org/10.1038/s41598-021-99221-z

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この研究は、助成金 61222502 および 61077051 に基づく中国国家自然科学財団 (NSFC)、大学における新世紀優秀人材プログラム (NCET-11-0182)、助成金 2014070404010201 に基づく武漢科学技術計画プロジェクト、補助金 2012YQ008 および 2013ZZGH003 に基づく中央大学 (HUST) の基礎研究基金および武漢国立光電子研究所 (WNLO) のシード プロジェクト。 著者らは、グラフェンコーティングされたファイバーデバイスの製造における支援と、WNLOのナノスケール特性評価およびデバイスセンターの施設支援について、WNLOのマイクロ製造および特性評価センター（CMFC）のエンジニアに感謝します。

武漢国立オプトエレクトロニクス研究所、華中科技大学光電子情報学部、武漢、430074、湖北省、中国

シャオ・フー、ユン・ロン、ジュン・リウ、ジャン・ワン

武漢大学化学分子科学院、武漢、430074、湖北省、中国

曾孟旗 & 雷福

先進光通信システムおよびネットワークの国家重点実験室、北京大学、100871、北京、中国

Yixiao Zhu、Kaiheng Zou、Fan Zhang

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JW はコンセプトを開発し、実験を考案しました。 XH と MZ はグラフェンでコーティングされたファイバーデバイスを製造しました。 XH、YL、JL、YZ、KZ が実験を行いました。 XH と JW は実験データを分析しました。 FZ と LF は技術サポートを提供しました。 著者全員が論文の執筆と完成に貢献しました。 JWがプロジェクトを監督しました。

著者らは、競合する経済的利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Hu, X.、Zeng, M.、Long, Y. 他単層グラフェンコーティングファイバーデバイスを使用したナイキスト 16-QAM 信号の位相共役および透過波長変換。 Sci Rep 6、22379 (2016)。 https://doi.org/10.1038/srep22379

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受信日: 2015 年 10 月 22 日

受理日: 2016 年 2 月 8 日

公開日: 2016 年 3 月 2 日

DOI: https://doi.org/10.1038/srep22379

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