| 摘要 | 第5-8页 |
| abstract | 第8-10页 |
| 缩略词表 | 第11-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-43页 |
| 1.1 石墨烯光电子学特性概述 | 第19-29页 |
| 1.1.1 石墨烯的基本电学特性 | 第20-21页 |
| 1.1.2 石墨烯的线性光学特性 | 第21-24页 |
| 1.1.3 石墨烯的非线性光学特性 | 第24-27页 |
| 1.1.4 石墨烯的表面等离激元（SPP）特性 | 第27-29页 |
| 1.2 基于石墨烯的光电子器件研究进展 | 第29-35页 |
| 1.2.1 基于石墨烯的偏振器 | 第29-30页 |
| 1.2.2 基于石墨烯的光学传感器 | 第30-31页 |
| 1.2.3 基于石墨烯的高速调制器 | 第31-33页 |
| 1.2.4 基于石墨烯的脉冲激光器 | 第33-34页 |
| 1.2.5 基于石墨烯的信号转换器 | 第34-35页 |
| 1.3 光纤/石墨烯复合波导研究进展 | 第35-39页 |
| 1.3.1 石墨烯材料复合波导的必要性和可行性 | 第35页 |
| 1.3.2. 光纤/石墨烯复合波导和硅基石墨烯光波导 | 第35-36页 |
| 1.3.3 光纤/石墨烯复合波导的分类和研究进展 | 第36-39页 |
| 1.4 本论文的工作 | 第39-43页 |
| 1.4.1 本课题的研究意义 | 第39-40页 |
| 1.4.2 本论文章节安排 | 第40-43页 |
| 第二章 光纤/石墨烯复合光波导理论基础 | 第43-77页 |
| 2.1 石墨烯波导的建模和基本传输理论 | 第43-49页 |
| 2.2 光纤/石墨烯复合波导的稳态分析和模式理论 | 第49-58页 |
| 2.2.1 光纤/石墨烯复合波导的建模和有效折射率法 | 第50-53页 |
| 2.2.2 FEM方法和基于COMSOL的复合波导模态分布仿真 | 第53-58页 |
| 2.3 光纤/石墨烯复合波导的导波理论基础 | 第58-65页 |
| 2.3.1 光纤/微光纤的基本传输理论 | 第58-61页 |
| 2.3.2 FDTD方法和基于CST Studio的传输场仿真 | 第61-65页 |
| 2.4 基于石墨烯的光纤干涉理论基础 | 第65-69页 |
| 2.5 光纤/石墨烯复合波导的光学非线性理论基础 | 第69-76页 |
| 2.5.1 基于光纤/石墨烯复合波导的二阶非线性和DFG理论基础 | 第70-73页 |
| 2.5.2 基于光纤/石墨烯复合波导的三阶非线性和FWM理论基础 | 第73-76页 |
| 2.6 本章小结 | 第76-77页 |
| 第三章 光纤/石墨烯复合光波导的制备和表征 | 第77-97页 |
| 3.1 用于复合光波导实现的光纤元件制备 | 第77-86页 |
| 3.1.1 由石英SMF制备微光纤 | 第77-81页 |
| 3.1.2 D形光纤 | 第81-86页 |
| 3.1.3 制备无包层的大芯径光纤 | 第86页 |
| 3.2 石墨烯薄膜的制备和向波导上转移 | 第86-91页 |
| 3.2.1 CVD单层石墨烯薄膜的制备和湿法转移技术 | 第87-90页 |
| 3.2.2 还原法多层石墨烯薄膜的制备和液相沉积技术 | 第90-91页 |
| 3.3 基于石墨烯复合波导的深加工 | 第91-92页 |
| 3.4 光纤/石墨烯复合光波导的表征 | 第92-95页 |
| 3.4.1 电子显微镜成像和光学显微镜成像 | 第92-93页 |
| 3.4.2 拉曼光谱表征石墨烯 | 第93-94页 |
| 3.4.3 XPS表征功能基团 | 第94-95页 |
| 3.5 本章小结 | 第95-97页 |
| 第四章 光纤/石墨烯复合光波导生化敏感特性和传感器件研究 | 第97-128页 |
| 4.1 光纤/石墨烯复合波导传感原理 | 第98-99页 |
| 4.2 基于石墨烯-微光纤复合结构的气体传感器 | 第99-112页 |
| 4.2.1 强度解调型丙酮气体传感器 | 第99-102页 |
| 4.2.2 MZI型干渉型氨气传感器 | 第102-106页 |
| 4.2.3 GMFBG氨气/二甲苯传感器 | 第106-108页 |
| 4.2.4 GMMI氨气/湿度传感器 | 第108-112页 |
| 4.3 基于石墨烯-D形光纤复合结构的生化传感器 | 第112-120页 |
| 4.3.1 多模干涉型化学气体传感器 | 第113-115页 |
| 4.3.2 PMMA光子晶体光纤FBG血红细胞传感器 | 第115-120页 |
| 4.4 基于石墨烯-大芯径光纤复合波导的FRET/干涉双踪生化传感器 | 第120-126页 |
| 4.4.1 结构设计和实验策略 | 第120-123页 |
| 4.4.2 基于FRET技术和进行传感参量的选择性判断 | 第123-124页 |
| 4.4.3 基于GSMS的高灵敏度测量 | 第124-126页 |
| 4.5 本章小结 | 第126-128页 |
| 第五章 光纤/石墨烯复合光波导饱和吸收特性和激光器研究 | 第128-144页 |
| 5.1 基于单模光纤的GDF复合波导及其饱和吸收特性 | 第128-132页 |
| 5.1.1 GDF的结构和表征 | 第128-129页 |
| 5.1.2 对GDF偏振相关饱和吸收过程的理论分析 | 第129-131页 |
| 5.1.3 对GDF偏振相关饱和吸收的实验测量 | 第131-132页 |
| 5.2 基于GDF的大范围可调谐脉冲随机激光器 | 第132-137页 |
| 5.2.1 科学问题 | 第132-133页 |
| 5.2.2 实验设计 | 第133-135页 |
| 5.2.3 可调的随机激光脉冲 | 第135-137页 |
| 5.3 基于有源光纤的GDFB复合波导腔及其调Q脉冲光纤激光器 | 第137-143页 |
| 5.3.1 科学问题 | 第137页 |
| 5.3.2 GDFB复合波导的结构和表征 | 第137-138页 |
| 5.3.3 理论分析：GDFB中，激光产生和调Q的动态过程 | 第138-139页 |
| 5.3.4 实验测试：窄线宽的调Q脉冲 | 第139-143页 |
| 5.4 本章小结 | 第143-144页 |
| 第六章 光纤/石墨烯复合光波导的三阶非线性效应及FWM研究 | 第144-156页 |
| 6.1 在微光纤/石墨烯贴附型波导上激发连续光泵浦的四波混频 | 第144-147页 |
| 6.2 在微光纤/石墨烯包裹型波导上激发脉冲光泵浦的级联四波混频 | 第147-151页 |
| 6.3 基于飞秒激光泵浦，在GCM上实现大波长失配的级联FWM | 第151-154页 |
| 6.4 本章小结 | 第154-156页 |
| 第七章 有源可调石墨烯复合光波导及其片上光电子器件研究 | 第156-173页 |
| 7.1 基于DFG的石墨烯半导体片上SPP调控 | 第157-165页 |
| 7.1.1 科学问题 | 第157-158页 |
| 7.1.2 石墨烯-Al2O3-石墨烯异质结半导体复合波导 | 第158-159页 |
| 7.1.3 实验设计 | 第159-160页 |
| 7.1.4 全光激发、电光调控的石墨烯SPP测试 | 第160-163页 |
| 7.1.5 讨论：RPA和色散分布 | 第163-165页 |
| 7.2 基于石墨烯电光可调的微谐振腔克尔频率梳 | 第165-172页 |
| 7.2.1 科学问题 | 第165页 |
| 7.2.2 调控原理，结构设计和制备表征 | 第165-167页 |
| 7.2.3 GMR的光学特性电调控 | 第167-168页 |
| 7.2.4 电压调控的克尔频率梳 | 第168-172页 |
| 7.3 本章小结 | 第172-173页 |
| 第八章 总结与展望 | 第173-178页 |
| 8.1 本文的研究内容及主要贡献 | 第173-176页 |
| 8.2 后续工作的展望 | 第176-178页 |
| 致谢 | 第178-179页 |
| 参考文献 | 第179-201页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第201-206页 |
