Longitudinale Modenfilter für Kantenemitter im roten Spektralbereich (Volume 35) (English shop)

Preview

Table of Contents, PDF (50 KB)
Extract, PDF (120 KB)

Description

Um die spektrale Selektivität und Stabilität von rot-emittierenden Kantenemittern zu verbessern, wurden in dieser Arbeit umfassende Untersuchungen zur monolithischen Integration longitudinaler Modenfilter durchgeführt.
Zunächst wurden numerische Berechnungen an Distributed-Bragg-Reflector-Gitterstrukturen (DBR) angestellt. Dabei wurden Gitterstrukturen zehnter Gitterordnung mit einer Periode von circa 970 nm für eine Emissionswellenlänge von 635 nm verwendet. Diese DBR-Oberflächengitter können mittels i-line-Projektionslithographie und kapazitiv-gekoppeltem Plasmaätzverfahren re-alisiert werden. Das ausgewählte Ätzverfahren ermöglichte es, ein V-förmiges Ätzprofil kontrolliert einzustellen, indem die Temperaturabhängigkeit der Ätzredeposition genutzt wurde.
Die Nutzung einer internen passiven DBR-Gittersektion ermöglicht es, diese ohne umfassende Designänderungen in verschiedene bestehende Bauelement-Konfigurationen zu integrieren. Die dafür entwickelte Chip-Level-Integration bietet sowohl die Möglichkeit zur Serienfertigung, als auch eine bislang unerreichte Miniaturisierung. Eine Gitterreflektivität von 60% konnte nachgewiesen werden.
Dank der integrierten DBR-Gittersektion verfügt beispielsweise ein DBR-Rippenwellenleiterlaser über eine über die Gitterperiode konfigurierbare Emissionswellenlänge. Er zeigt dabei eine longitudinal einzelmodige Emission mit hoher Seitenmodenunterdrückung und einer Linienbreite von weniger als 1 MHz. Der emittierte Strahl erreicht eine Dauerstrich-Ausgangsleistung von zuverlässig 10 bis 20 mW, beziehungsweise bis 100 mW bei geringerer Frontfacetten-Reflektivität. Auch spezifische Gitterparameter wie Gitterlänge und Ätztiefe wurden in diesem Zusammenhang untersucht.