最近，南京大學現代工程與應用科學學院（簡稱“南大工學院”）陸延青教授、徐飛教授帶領的研究組在微光纖石墨烯集成器件方面取得了系列進展。有關學術論文連續在國際光學界重要刊物Optica、Light: Science & Application (IF14.6)、Laser & Photonics Reviews （IF 8.008）發表并被同行重點引述。

光纖是現代信息通信的主要媒質；以石墨烯為代表的新型二維材料是當今國際學術前沿，在新型光電器件領域呈現出巨大的應用價值。將石墨烯直接與光纖結合形成集成化的器件，利用石墨烯與波導模場的作用改變傳輸光場的性質，可實現全光信號處理和微弱電磁信號測量，已經成為光纖通信、傳感、激光等領域的新興的熱點之一。

針對光纖與石墨烯集成器件作用強度較弱、作用距離較短的難題，徐飛教授等在長期微光纖器件研究的基礎上，提出了一種新型的光纖石墨烯集成的三維立體全光信號處理平臺（圖一）。他們通過先將石墨烯包覆到圓柱形支撐體上，然后將拉制得到微光纖利用旋轉臺纏繞到覆有石墨烯的支撐體上，從而可將石墨烯與光作用長度增加到數十厘米，實現了寬帶的偏振調控（Optica,1,307, (2014)）。由于該平臺制備簡單、結構緊湊、穩定性好，論文發表后即被Nature Photonics作為科技新聞予以報道，認為這種三維立體全光纖結構為研究二維材料與光纖作用提供了一種新的途徑。

在上述工作基礎上，最近，陸延青教授、徐飛教授等指導研究生，進一步在在石墨烯光纖集成器件方面取得了進展。他們利用微光纖纏繞的石墨烯修飾輔助棒實現了高對比度和高速的信號調制，有望應用于全光光量子信息處理系統。該工作已被Light: Science& Application（LSR）在線發表（DOI: 10.1038/lsa.2015.133），論文第一作者是2014級博士生陳錦輝同學。

此外，最近，他們還把石墨烯膜和電極集成在微光纖探頭的微孔上，成功制備了一種超小型的光纖微機械系統（圖二）。利用石墨烯優異的電磁、力、熱學特性，他們首次實現了高速、高靈敏度和微米尺度的電流電荷信號檢測，同時該系統也可以實現微弱電磁信號的高空間分辨率探測，具有很高的應用前景。該工作也已被光學界重要刊物Laser & Photonics Reviews 接收并在線發表（DOI 10.1002/lpor.201500077），論文第一作者是2013級碩士生鄭必才同學。

本系列工作得到了國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計劃以及高等學校基本科研業務費、江蘇省優勢學科等的支持。

信息來源：南京大學現代工程與應用科學學院