Monolithische Integration photonischer Bauelemente auf der Basis der Flüssigphasenepitaxie

• Antragsteller: Dr. Jens-Peter Ruske
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5413492

Projektziel ist die Entwicklung und Darstellung einer Klasse von hochintegrierten wellenleiteroptischen Bauelementen zum Zwecke der Erzeugung von modulierten sichtbarem Licht aus Pumplicht einer Laserdiode in einem monolithischen Bauelement. Grundlegende Fragestellungen der Lichtausbreitung, -manipulation und -verstärkung werden mit den elektrooptischen, nichtlinear-optischen sowie laseraktiven Eigenschaften der dargestellten optischen Bauelemente korreliert. Bisher volumenoptisch realisierte Funktionen, wie die Grundwellenerzeugung, die Erzeugung von Harmonischen und die elektrooptische Modulation sollen durch effiziente Integration auf einem Chip in einer Wellenleiterstruktur erreicht werden. Zum Funktionsnachweis dient ein momolithisch integriertes Bauelement auf der Basis vergrabener Rippenwellenleiter-Strukturelemente, die über die Kombination von Mikrostrukturierung und epitaktischem Schichtaufbau mittels Flüssigphasenepitaxie-Technologie (LPE) realisiert werden. Zunächst wird eine schmalbandige Grundwelle mit Hilfe eines neodym-dotierten diodengepumpten Wellenleiterlasers aus Pumplicht einer Laserdiode gewonnen. Anschließend wird die Frequenzverdoppelung in periodisch domäneninvertiert-aufgewachsenen und periodisch strukturierten Wellenleiterabschnitten vollzogen. Die Modulation erfolgt in einer epitaktisch vergrabenen, elektrooptischen Mach-Zehnder-Struktur. Zum Einsatz kommt somit eine neuartige Technologie, die bisher noch nicht zu einer so komplexen Integration elektrokeramischer Oxide eingesetzt wurde und in Ansätzen Gegenstand der aktuellen Forschung ist.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1157: Integrierte elektrokeramische Funktionsstrukturen
• Beteiligte Personen: Professor Kurt Rademaker, Ph.D.; Professor Dr. Andreas Tünnermann