Entwicklung von kompakten monolithisch integrierbaren optischen Netzwerken auf der Basis von tiefgeätzten Halbleiterstegstrukturen

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Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll ein vereinfachtes Herstellungsverfahren entwickelt werden, das die Realisierung von verlustarmen und kompakten optischen Wellenleitenetzwerken auf der Basis von tiefgeätzten Halbleiterstrukturen ermöglicht. Diese Strukturen sollen für den 1,3 - 1,6 µm Wellenlängenbereich ausgelegt sein und eine monolithische Integration mit optoelektronischen Komponenten, wie z.B. Halbleiterlaser und Verstärkerelementen, ermöglichen. Durch die Ausnutzung des hohen Brechungsindexsprungs zwischen Halbleiter und Vakuum bzw. geeignete Dielektrika, ist es möglich die Wellenführung in Schichtebene gegenüber konventionellen Stegwellenleitern erheblich zu verbessern. Damit sollte es möglich sein eine 90°-Umlenkung innerhalb weniger Mikrometer zu realisieren. Durch dieses Forschungsvorhaben sollen unterschiedliche Ablenk- und Verzweigergeometrien, wie Ecksspiegel, Mikroresonatoren, und kontinuierlich gekrümmte Wellenleiter, auf deren Wellenführungs- und Verzweigungseigenschaften untersucht und mit Simulationsrechnungen verglichen werden. Insbesondere sollen Prozeßparameter und Ablenkgeometrien in Hinblick auf geringe Streuverluste und hoher Fertigungstoleranz untersucht werden. Als Demonstratorbauelement ist geplant ein optisches Netzwerk zu realisieren mit einem Flächenbedarf pro Ablenk- oder Verzweigungselements von weniger als 10 x 10 µm2 und dessen Funktionseigenschaften zu charakterisieren.