Raman-Verstärkung in Silizium-Wellenleitern

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Lichtemittierende Bauelemente und mit Erbium-Faserverstärkern vergleichbare Komponenten würden der integrierten Optik in Silizium, die ansonsten in fast jeder Hinsicht ein äußerst attraktives Gebiet darstellt, einen gewaltigen zusätzlichen Schub verleihen. Aufgrund der indirekten Bandstruktur sind Bemühungen der Lichterzeugung wie bei III-V-Halbleitern oder auch durch Erbium-Dotierung bisher nur wenig erfolgreich. Deutliche Fortschritte in bei der Lichterzeugung in Silizium zu erreichen, ist Ziel des vorliegenden Projektes. Es basiert auf stimulierter Ramanstreuung, einem Effekt, dessen Potential in Silizium erst im Jahre 2002 erkannt wurde. Die sich anschließende Forschungstätigkeit, vorwiegend vorangetrieben in den USA aber auch mit der Beteiligung unserer Arbeitsgruppe, hat gezeigt, welch wissenschaftlich reiches und gleichzeitig für Anwendungen zukunftsträchtiges Gebiet damit betreten wurde. Es befindet sich jedoch noch im Anfangsstadium und hat bislang erst zu einem erfolgreich demonstrierten CW-SOI-Ramanlaser geführt. Im vorliegenden Projekt sollen grundlegende theoretische Untersuchungen zum optimalen Wellenleiterdesign und zu limitierenden Effekten durchgeführt, SOI-Ramanlaser mit höherer Effizienz und mit Aussicht auf Abstimmbarkeit realisiert und die erforderlichen experimentellen Charakterisierungsaufgaben gelöst werden.