Monolithisch integrierte absorptionsmodulierte Laserdioden mit Metallgittern

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Die Dissertation untersucht die Entwicklung und Optimierung monolithisch integrierter Laserdioden mit Elektroabsorptionsmodulatoren für die optische Datenübertragung. Im Mittelpunkt stehen Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser), die durch laterale Metallabsorptionsgitter eine stabile einmodige Emission ermöglichen. Ein wesentliches Merkmal ist die Verwendung einer gemeinsamen aktiven InGaAlAs-Quantentopfschicht für Laser und Modulator, wodurch der Herstellungsprozess auf einen einzigen Epitaxieschritt reduziert wird. Die Arbeit analysiert die optischen, elektrischen und hochfrequenten Eigenschaften der integrierten Bauelemente bei Emissionswellenlängen von 1,31 und 1,55 µm. Durch den quantenunterstützten Stark-Effekt werden hohe Modulationseffizienzen bei vergleichsweise niedrigen Steuerspannungen erzielt. Experimentell wird eine Datenübertragung mit bis zu 40 Gbit/s demonstriert. Weitere Untersuchungen befassen sich mit der Integration optischer Halbleiterverstärker und zusätzlichen Modulatorsektionen. Die Ergebnisse zeigen Möglichkeiten zur Verbesserung von Übertragungsbandbreite, spektraler Reinheit und Herstellungseffizienz optoelektronischer Sendekomponenten.