集成化光电子器件的研究热潮推动着通信技术领域信息的传递与发展,全球光纤网络互联又为集成化光纤器件提供了良好的研究平台与应用前景。石墨烯,一种新型单原子层二维材料,卓越的光学、电学等特性使得其在多个领域受到重点关注,并有可能为当代或未来的科技发展带来一次革命性的影响。结合以上优点,基于石墨烯材料特性,研制出一类新型结构的光纤器件,可实现一系列优异的性能特征,具有重要的研究意义及实用价值。论文主要工作为将石墨烯与侧边抛磨光纤结合,实验上制备出光电探测器件,同时进行了其物理机制的模拟仿真,并对器件相关性能参数完成测试及分析。首先制备方面:采用光纤微加工工艺获得特定的侧边抛磨光纤样品;通过湿法转移技术将Graphene/PMMA复合结构覆盖在侧边抛磨光纤有效区域;进而通过掩膜电极蒸镀方法,完成集成化石墨烯全光纤光电探测器的制备,包含有叉指电极结构与平行电极结构的光电探测器。其次,物理机制方面:该器件利用侧边抛磨光纤作为光传输波导介质,增加了光与石墨烯相互作用长度,且对长度具有可控性;同时将Graphene/PMMA复合结构覆盖在侧边抛磨光纤有效区域,强化了石墨烯材料对光的吸收强度;最后,叉指电极的运用增强了金对光的吸收与电流的收集效率,通过物理模型仿真证实是由于金膜等离子体增强效应所引起的。最后,文中搭建了实验测试系统,对研究制备出的石墨烯集成化的宽带全光纤光电探测器进行多项主要参数测试和结果分析。结果表明,石墨烯集成化的宽带全光纤光电探测器可以在波长区域为980nm-1620nm范围内高效的工作,且在偏压为0.3V时,响应度均可实现(29)10~4 A/W,外量子效率可实现(29)6?10~5%;当输入光波长为1530nm时,偏置电压为0.3V时,叉指电极结构器件最大响应度为1.5×10~4 A/W,平行电极结构器件最大响应度为300.4 A/W;同时,对器件响应时间、噪声等效功率、探测率、入射光偏振态对器件响应度影响等方面进行了实验测试及结果分析。结合以上分析,论文研究的创新点:(1)采用侧边抛磨光纤作为光传输波导结构,将Graphene/PMMA及不同形状的电极成功的放置在有效区域,实现光电探测功能;(2)光电探测功能实现过程中,在980nm-1620nm较宽波长范围内器件均可实现较高的响应度((29)10~4 A/W量级)。