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光通信中黑磷的介绍及系统性能的提升
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2017-09-21
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鉴于传统的电子处理速度逐渐逼近物理极限，人们将越来越多的目光投向全光信号处理技术。在高速光通信和光计算领域，全光信号处理的呼声极高。在众多涉及全光信号处理的技术当中，全光调制和全光整形是不可或缺的。前者本质上就是用一束光来控制另外一束光的开、关状态，藉此能够极大地摆脱传统电控制光的窘境。后者则是对光信号进行整形，通过改进光信号脉冲的形状、抑制噪声水平，从而提高信号质量。全光整形避免了传统上先把光转换成电信号、电阈整形、再转换至光信号这一繁琐过程。作为克服传统电子信号处理瓶颈的有效手段，全光信号处理亟需先进的非线性光学材料与器件支撑。新型二维材料以其所具备的优异非线性光学效应（饱和吸收效应和光克尔效应），被广泛应用于全光开关、波长转换、放大器和激光器、光通信信号处理、非线性光学光谱检测等多个领域。黑磷，一种新型的层状结构材料，甫一加入到二维材料家族中，便引起了研究者的广泛关注。黑磷的结构与石墨烯的片层状结构相似。但与石墨烯具有零带隙不同，二维黑磷材料具有 0.3-2 eV 可调节的直接带隙能带结构。此外，黑磷还有媲美于硅的高迁移率，并且其光电性质具有面内各向异性。上述特征使得黑磷在射频器件、逻辑晶体管、红外光调制器、偏振器等应用中表现出独特的优势。
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