Herstellung und Charakterisierung von Wellenleiterstrukturen auf der Basis photonischer Kristalle für den 1.0-Mym- und 1.55-Mym-Wellenlängenbereich:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
ZUSAMMENFASSUNG
5
2
EINLEITUNG
9
3
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
ZU
PHOTONISCHEN
KRISTALLEN
13
3.1
ELEKTROMAGNETISMUS
IN
PERIODISCHEN
DIELEKTRIKA
.
13
3.2
SYMMETRIE
UND
INVARIANZBETRACHTUNGEN
AN
2D
PHOTONISCHEN
KRISTALLEN
.
15
3.2.1
SKALIERUNGSGESETZ
UND
ZEITUMKEHR-INVARIANZ
.
16
3.2.2
ELEMENTARE
BETRACHTUNGEN
VON
ROTATIONS
UND
TRANSLATIONSINVARIANZEN
17
TYANSLATIONSINVARIANZ
.
18
ROTATIONSINVARIANZ
.
20
3.3
COMPUTERUNTERSTUETZTE
MODELLIERUNG
UND
SIMULATIONEN
ZWEIDIMENSIONALER
PHO
TONISCHER
KRISTALLE
.
20
3.3.1
BANDSTRUKTURBERECHNUNGEN:
DIE
PWE-METHODE
.
21
3.3.2
SIMULATION
DER
AUSBREITUNG
ELEKTROMAGNETISCHER
WELLEN
IN
2D-PKEN:
DER
FDTD-ALGORITHMUS
.
22
DIE
ENDLICHE-ZENTRALE
DIFFERENZENMETHODE
.
22
DISKRETISIERUNG
DER
MAXWELLGLEICHUNGEN
.
23
3.4
BANDDIAGRAMME
&
GAP-MAP
.
24
3.5
FUNKTIONALISIERUNG
PHOTONISCHER
KRISTALLE
MITTELS
DEFEKT-ENGINEERING
.
29
3.5.1
SYMMETRIEBETRACHTUNGEN
ZU
PK
DEFEKT-WELLENLEITERN
.
29
3.5.2
DIE
ENTSTEHUNG
VON
DEFEKTBAENDERN
.
31
3.5.3
DER
EINFLUSS
DES
FUELLFAKTORS
AUF
WL-DEFEKTMODEN
.
32
3.6
ANALYSE
VON
VERLUSTEN
IN
PHOTONISCHEN
KRISTALLEN
.
33
4
TECHNOLOGIE
35
4.1
ELEKTRONENSTRAHLLITHOGRAPHIE
.
35
4.2
MASKENDEPOSITION
MITTELS
SPUTTERN
.
38
4.3
DAS
TROCKENCHEMISCHE
ATZEN
.
39
4.3.1
MASKENAETZEN
.
41
4.3.2
HALBLEITERAETZEN
.
42
ENTWICKLUNG
DES
GAAS
AETZPROZESSES
.
43
ENTWICKLUNG
DES
INP
AETZPROZESSES
.
44
4.4
NASSCHEMISCHES
OXIDIEREN
.
45
4.5
GESAMTPROZESS
ZUR
HERSTELLUNG
VON
PASSIVEN
PHOTONISCHEN
KRISTALL
STRUKTUREN
47
4.6
HERSTELLUNG
VON
ALGAAS-BASIERENDEN
STREIFENWELLENLEITER-LASERN
MIT
PHOTONI
SCHEN
KRISTALL
SPIEGELN
.
49
5
CHARAKTERISIERUNG
VON
PHOTONISCHEN
KRISTALL
BASIERENDEN
STRUKTUREN
53
5.1
DAS
MESSPRINZIP
.
53
5.2
MESSTECHNIK
ZUR
CHARAKTERISIERUNG
PK
BASIERENDER
STRUKTUREN
.
56
5.3
DISKUSSION
DER
MESSERGEBNISSE
.
57
5.3.1
PK
BLOECKE
.
57
LASER
MIT
EINEM
PK
BASIERENDEN
SPIEGEL
.
61
5.3.2
ID-KAVITAETEN
.
64
5.3.3
PK
STRUKTUREN
BASIEREND
AUF
GERADEN
PK-WELLENLEITERN
.
67
GERADE
WN-WELLENLEITER
.
68
WL
MIT
BREITENVARIATION
LAENGS
DER
WL-ACHSE
.
69
WELLENLEITER
MIT
KAVITAETEN
.
70
5.3.4
PK
STRUKTUREN
BASIEREND
AUF
GEKNICKTEN
TK-WELLENLEITERN
.
73
GEKNICKTE
WELLENLEITER
MIT
VERSETZTEN
LOECHERN
.
73
GEKNICKTE
WELLENLEITER
MIT
SCHLITZEN
.
75
PK
BASIERENDE
STRAHLVEREINIGER
.
79
5.4
COUPLED
RESONATOR
OPTICAL
WAVEGUIDES
(CROWS)
.
81
5.4.1
MODENANALYSE
DES
H2-CROWS
.
83
5.4.2
CHARAKTERISIERUNG
VON
H2-CROW-STRUKTUREN
.
83
CROW-SPEKTREN
&
DISPERSIONSRELATIONEN
EINES
H2-CROWS
.
85
RESONANTE
TRANSMISSION
IN
GEKNICKTEN
H2-CROWS
.
86
5.5
ANHANG
-
SCHICHTAUFBAU
DER
VERWENDETEN
HALBLEITER-HETEROSTRUKTUREN
.
92
5.5.1
AUFBAU
DER
GAAS
BASIERENDEN
SPEKTROSKOPIEPROBE
M766
.
92
5.5.2
AUFBAU
DER
INP
BASIERENDEN
SPEKTROSKOPIEPROBEN
K6304
.
93
5.5.3
AUFBAU
DER
GAAS
BASIERENDEN
LASERSCHICHT
M619
.
94
4 |
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