Optische Komponenten für Kommunikationsnetze
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Prof. Dr. Christian
Radehaus ist Sprecher des Instituts für Mikrosystem- und Halbleitertechnik.
Foto: Christine Kornack |
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An der Professur Opto- und Festkörperelektronik der TU Chemnitz werden integriert-optische Komponenten auf der Basis optischer Streifenwellenleiter entwickelt. Die Ausführung aller technolgischer Abläufe und die Präparation von Komponenten erfolgt im Zentrum für Mikrotechnologien. Ein Beispiel: Analog zu mikroelektronischen Schaltungen lassen sich planare optische Wellenleiterschaltungen (Optical Lightwave Circuits) aufbauen, mit denen analoge und digitale optische Signale verarbeitet und übertragen werden können. Die optische Signalführung erfolgt durch optische Wellenleiter, die aus einem dielelektrischen Schichtsystem auf Silizium aufgebaut sind und nach dem Prinzip der Totalreflexion funktionieren. Die dargestellte Struktur eines typischen Streifenwellenleiters besteht aus einem Wellenleiterkern aus Oxynitrid (SiOxNy) der Brechzahl nk und einem Mantel aus synthetischem Quarzglas (SiO2) der Brechzahl nm. Durch den relativ hohen Brechzahlunterschied der gewählten Materialien wird dabei ein stark führendes Wellenleitersystem erzeugt, das eine kompakte Signalführung ermöglicht. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt in der Entwicklung integriert-optischer Strukturen für optische Netzwerke, wie sie in der Telekommunikation und Datenkommunikation benötigt werden, aber auch für sensorische Aufgaben sind entsprechende Komponenten einsetzbar. Ein Beispiel sind integriert-optische Signalmulti- und -demultiplexer für wellenlängen-gemultiplexte Übertragungssysteme. Für diese Funktion wurden optische Wellenleiter-Arrays dimensioniert und technologisch realisiert, deren optische Filterfunktionen vergleichbar mit Faser-Bragggittern sind. Andere Beispiele für realisierte Komponenten sind Y-Verzweigungen, optische Richtkoppler oder Mach-Zehnder-Interferometer. Zukünftig ergeben sich Möglichkeiten, durch die Integration photonischer Bandgaps und durch das Einbringen spezifischer Dotanten in Streifenwellenleiter, neue Funktionen wie Strahlungsemission und optische Verstärkung zu realisieren. Prof. Dr. Christian Radehaus & Dr. Michael Arnold Professur Opto- und Festkörperelektronik |
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Struktur eines
typischen Streifenwellenleiters Grafik: Bernd Schauwecker / Dr. Michael Arnold |
