Entwicklung und Realisierung elektrooptischer Wellenleiter-Schalter für photonische Systeme im Wellenlängenbereich um 1 mm:
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 10, Informatik, Kommunikationstechnik ; 490 |
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adam_text | Titel: Entwicklung und Realisierung elektrooptischer Wellenleiter-Schalter für photonische Systeme im Well
Autor: Stöhr, Andreas
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SCHRITT-m BERlCHTEmy^jB Dipl.-lng. Andreas Stöhr, Duisburg Entwicklung und Realisierung elek?reeptischer Wellenleiter-Schalter für phetenische Systeme im Wellenlängenbereich um 1 fim Reihe 10 : Informatik/ Kommunikationstechnik Nr. 490
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Verwendete Formelzeichen, Konstanten und Abkürzungen........................VII 1 Einleitung.......................................................................................................1 2 Optische Wellenleiter und Schalter auf III/V-Halbleiterbasis.................7 2.1 Symmetrische Filmwellenleiter.......................................................................8 2.1.1 Optische Strahlungsausbreitung in symm. Filmwellenleitem............9 2.1.2 Monomodige InGaAs/GaAs/AlGaAs-Filmwellenleiter...................13 2.2 Streifenwellenleiter........................................................................................17 2.2.1 Aufbau von Streifenwellenleitem.....................................................18 2.2.2 Optische Strahlungsausbreitung in Streifenwellenleitem................19 2.3 Feld-induzierte Wellenleiter (FIG)................................................................21 2.3.1 Aufbau und Funktion von Feld-induzierten Wellenleitern..............22 2.3.2 Optische Strahlungsausbreitung in FIG............................................25 2.3.3 Optimale Dotierung der nin- Wellenleiterstruktur............................28 2.3.4 Lateraler Füllfaktor...........................................................................29 2.4 Charakteristika optoelektronischer Schalter.................................................31 2.4.1 Übersprechverhältnis.........................................................................32 2.4.2 Kontrast.............................................................................................32 2.4.3 Phasenmodulation.............................................................................32 2.4.4 Einstrahlverluste................................................................................33 2.4.5 Optische Bandbreite..........................................................................33
2.4.6 Elektrische Bandbreite......................................................................34 2.5 Totalreflexionschalter (TIR).........................................................................34 2.5.1 Aufbau und Funktion des Totalreflexionschalters...........................35 2.5.2 Optische Strahlungsausbreitung in TIR............................................38 2.6 Digitale optische Schalter (DOS)..................................................................40 2.6.1 Aufbau und Funktion von digitalen optischen Y-Schaltem.............41 2.6.2 Optische Strahlungsausbreitung in DOS..........................................43 2.6.3 Neuartige digitale optische X-Schalter mit FIG...............................54
VI _ Inhaltsverzeichnis 3 Pseudomorphe InGaAs/GaAs-Vielfachquantenfilm-Strukturen ..........56 3.1 Energieniveaus in pseudomorphen InGaAs/GaAs-Quantenfilmen..............56 3.2 Elektroabsorption in pseudomorphen InGaAs/GaAs-Quantenfilmen..........61 3.3 Elektroreffaktion in pseudomorphen InGaAs/GaAs-MQW’s......................65 4 Technologische Realisierung der optoelektronischen Schalter..............68 4.1 Wachstum der Wellenleiterschichten............................................................68 4.2 Charakterisierung der Wellenleiterschichten................................................74 4.3 Technologische Prozessierung der optoelektronischen Schalter..................76 4.3.1 Totalreflexionschalter.......................................................................77 4.3.2 Digitale optische X-Schalter.............................................................80 5 Experimentelle Meßtechniken....................................................................82 5.1 Strom-Spannungs- und Kapazitäts-Spannungs-Meßplatz............................82 5.2 Spektraler Transmissionsmeßplatz................................................................83 5.3 Mach-Zehnder-Interferometer Meßplatz.......................................................86 6 Experimentelle Ergebnisse.........................................................................89 6.1 Totalreflexionschalter....................................................................................90 6.1.1 Wellenleiterstruktur VAR-C61.........................................................90 6.1.2 Elektrische Eigenschaften.................................................................91 6.1.3 Elektroabsorption..............................................................................95 6.1.4 Phasenmodulation.............................................................................97 6.1.5
Schalteigenschaften...........................................................................99 6.2 Digitale optische X-Schalter.......................................................................101 6.2.1 Wellenleiterstruktur OE-AS 1..........................................................101 6.2.2 Elektrische und elektrooptische Eigenschaften..............................103 6.2.3 Phasenmodulation...........................................................................105 6.2.4 Feld-induzierte Wellenfuhrung.......................................................109 6.2.5 Schalteigenschaften.........................................................................117 6.2.6 Vergleich mit der Literatur..............................................................125 7 Zusammenfassung.....................................................................................127 Literaturverzeichnis 131
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