我校物理与电子学院微纳光子资料及使用研讨所陈珂副教授，与北京大学刘忠范院士、刘开辉研讨员研讨团队严密协作，在石墨烯光子晶体光纤资料与光电器材研讨方面获得重要开展。相关效果以“Graphene photonic crystal fibre with strong and tunable light–matter interaction”为题，于2019年08月12日在线宣布在Nature旗下光学范畴世界尖端期刊《天然•光子学》（Nature Photonics, 2019, 13, DOI: 10.1038/s4-5，影响因子31.583)，陈珂为论文榜首作者，刘忠范院士和刘开辉研讨员为一起通讯作者，河南大学为第二署名单位。
以光子晶体光纤（PCF）为代表的特种光纤表现了曩昔60年光纤范畴开展的里程碑式前进。相对于传统无截止单模光纤，其具有逾越了传统光纤的极其丰富的功用，被大范围的使用于超接连光源、光频梳、光孤子传达、大功率脉冲激光器等范畴。PCF精巧的周期性多孔结构使其能够与包含气体、液体、固体到液晶在内的多种功用资料复合，然后扩展其在锁模光纤激光器、激光变频器、外表等离子体发生和光纤电光调制器等器材的新功用。石墨烯具有共同的无质量Dirac费米子、线性色散联系等固有特色，表现出超高的载流子迁移率、宽频带光学呼应和可电场调谐等长处，在光子和光电子器材范畴颇具使用远景。石墨烯的鼓起天然激发了人们将PCF与二维资料来交融的浓厚兴趣。以往的作业通常是将石墨烯薄膜转移到光纤外表，或将石墨烯粉体填入PCF孔洞中，完结石墨烯/光纤复合结构的制备。但是，这些测验都只是停留在试验室制备水平上，石墨烯与光纤集成的面积很小，光耦合功率较低，距大规模出产与资料工业级使用仍存在不小的距离。
本作业初次提出使用化学气相堆积法制备长度可达半米的石墨烯光子晶体光纤资料（Gr-PCF）。该办法的特色在于能够在PCF的内部微细孔道中完结不同厚度、均匀性的石墨烯薄膜的直接原位成长。依照传统的石墨烯成长理论，假设没有金属催化剂的参加，在长距离PCF微米级孔洞中直接成长石墨烯是非常困难的。为坚持光纤结构和功用不变性，该石墨烯成长进程未引进金属催化剂。而是依据气体的流体力学理论，使用反响气体的分子流模型规划试验条件，突破了限阈空间中石墨烯的无催化成长瓶颈，成功完结了孔道内壁高质量石墨烯薄膜的均匀成长（图1）。
根据这种特别复合结构，Gr-PCF完结了激烈的光与物质相互作用，光衰减系数高达8 dB cm-1，远高于单层石墨烯的光衰减功率。经过对光纤内部的石墨烯进行离子液体栅压调控，能够在必定程度上完结可调理的光与石墨烯相互作用。根据Gr-PCF制备的电光调制器具有宽频带光呼应（1150-1600 nm光通讯波段）特性，在低电压（ 2 V）下完结了1550 nm光信号高达20 dB cm-1的深度调制（图2）。这为全光纤体系的光信号传输、调制和检测一体化供给了或许。
该研讨不仅为石墨烯功用资料的规模化制备拓荒了新途径，也为全光纤通信体系的制作与功用拓宽奠定了根底，更重要的是为其他二维资料/光纤复合结构的可控制备及使用供给了宽广渠道。
该作业得到了国家重点研制方案、国家天然科学基金、河南省华夏青年优秀人才方案、河南大学青年英才方案等项目的赞助，也得到了其他协作者加州大学伯克利分校Feng Wang教授和芬兰阿尔特大学Zhipei Sun教授的支撑和协助。该研讨为陈珂2016年宣布于《天然•通讯》（Nature Communications）的有关石墨烯微结构成长办法研讨作业的深化与连续（Nat. Commun., 2016, 7, 13440）。
