Energieeffiziente Phasenschieber für leistungsfähige optische Signalverarbeitung mit adaptiven Filterstrukturen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt sollte wichtige Grundlagen zur Realisierung von adaptiven, planaren, integrierten optischen Filterstrukturen schaffen, welche die in optischen Weitverkehrs-Datenübertragungsnetzen auftretenden linearen Störeffekte kompensieren können, energieeffizienter arbeiten als entsprechende digitale Filter und die Umsetzung von in der digitalen Ebene nicht realisierbaren Ansätzen erlauben. Dafür werden optische Phasenschieber als grundlegendes Bauelement benötigt. Es wurden diesbezüglich umfangreiche Simulationen durchgeführt. Damit ließen sich die optimalen Abmessungen der Wellenleiter bestimmen. Diese weisen eine hohe Effizienz auf und arbeiten ausschließlich im einmodigen Betrieb. Basierend auf den Simulationsergebnissen wurden Fotomasken erstellt, welche die optimierten Wellenleiter und optischen Bauteile abbilden und die dazugehörigen Elektroden beinhalten. Weiterhin weisen diese Masken einen mehrfachen Nutzen auf, indem ebenfalls Teststrukturen existieren zur Bestimmung des maximal möglichen Biegeradius, verschiedener Koppelabstände und der Eigenschaften des Polymers. Die zur Herstellung nötigen Materialien wurden auf ihre Eignung hin untersucht. Zudem wurden diese anhand der vorhanden Prozesse und Anlagen am Lehrstuhl ausgewählt und optimiert. Zu nennen sind dabei die Prozesse der Tief-UV-Belichtung und der Lift-Off-Prozess mit Elektronenstrahlverdampfung. Bei der Tief-UV-Belichtung sind der Fotolack und dessen Prozessparameter entscheidend. Nach der Aufrüstung des Belichters wurde ein neuer Belichtungsprozess entwickelt, um damit erfolgreich kleinste Strukturen auflösen und entwickeln zu können. Für den Lift-Off-Prozess wurde ebenfalls ein eigener Belichtungsprozess entwickelt. Die Lackstrukturen weisen einen vorteilhaften Unterschnitt auf und können somit im Elektronenstrahlverdampfer beschichtet werden. Insgesamt sind alle Prozesse reproduzierbar durchführbar. Zudem sind diese flexibel und bieten eine gute Ausgangslage, sollten doch einmal andere Materialien eingesetzt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Simulation and optimization of silicon oxicarbide waveguides for electro-optic polymer phase-shifters", Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2021), Nov. 21 – 25, Hangzhou, China
L. M. Deinert, P. M. Krummrich
