Two-dimensional, hybridly integrable vertical-cavity surface-emitting laser arrays for massively parallel optical interconnections

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Bedingt durch die fortwährende Steigerung der Taktfrequenzen digitaler elektronischer Systeme sowie der zu übertragenden Datenmengen ist ein vermehrter Einsatz optischer Übermittlungsverfahren über zunehmend kürzere Distanzen zu beobachten. In diesem Projekt sollen zweidimensionale Vertikallaserarrays für Emission bei 850 nm realisiert werden, wobei deren direkte Flip-Chip-Integrierbarkeit mit elektronischen Schaltkreisen die Basis für hochgradig kompakte, massiv parallele Kurzstrecken-Sendemodule der Zukunft bildet. Neben alternativen technologischen Verfahren zur Strahlungsauskopplung in Richtung des absorbierenden GaAs-Substrats soll ein zuverlässiges Lötverfahren zur hybriden Array-Integration etabliert werden. Begleitend hierzu werden Simulationen insbesondere des thermischen Verhaltens, Studien zur Skalierbarkeit in Richtung kleiner Rastermaße sowie Optimierungen und Messungen der Hochfrequenzeigenschaften vorgenommen, wobei Datenraten von 10 Gbit/s pro Kanal anzustreben sind. Der Problematik defektbedingt verringerter Ausbeute bei der Herstellung und dem Betrieb vielkanaliger Arrays wird mit neuartigen Designs begegnet, welche mehrere, alternativ zu betreibende Laser pro Arraypixel mit dem Ziel einer Strahleinkopplung in identische Wellenleiter vorsehen.