1.1研究目的及意义

为了满足高性能计算机与光通信高速发展的技术需求，片上光互连技术已经成为亟待解决的关键性技术。光调制器作为光通信系统中的关键器件，其性能的优劣直接影响着光信号的传输质量和系统的稳定性。按材料划分，光调制器大致可分为: 无机物光调制器，Ⅲ-Ⅴ族半导体光调制器和聚合物光调制器。典型的化合物铌酸锂光调制器目前已经商用化，但存在着调制电压高、制作成本高、器件体积大、电极结构复杂等缺陷，使之不能做到光集成和光互联。利用硅的等离子色散效应对光信号进行电光调制，Ⅲ-Ⅴ族材料的半导体硅可以做成硅基光电子集成系统且与CMOS技术有良好的兼容性，但硅晶体不具有线性电光效应( Pockels效应) ，二次电光效应(Kerr效应) 也很弱，这对调制速率和调制深度都有一定的限制。

从2004年Manchester 大学的AndreGeim和Konstantin Novoselov首次在实验室成功剥离出稳定的单层石墨烯材料以来，被誉为“21 世纪神奇材料”的石墨烯就成为了研究热点。石墨烯特殊的原子结构和能带结构，使其对光具有很强的相互作用，逐渐被应用到光调制器、光探测器、光开关、新能源电池等诸多领域。石墨烯可以同时满足高调制速率、宽带宽、小型化等条件，又能兼容CMOS工艺，同时极高的电流密度和载流子迁移率( 超过硅材料100倍) 使它成为光调制器研究中最受瞩目的材料。

本文就石墨烯在条形光波导上的研究及应用，根据物理特性方程编写程序，计算不同电压时的介电常数，设计条形仿真模型，通过仿真软件计算传输参数，计算有效折射率、传输常数，研究石墨烯条形光波导中的损耗。

1.2国内外现状及发展趋势