Herstellung, Charakterisierung und Anwendung von ionenstrahlgesputterten optischen Schichten

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In dieser Arbeit wird die Herstellung optischer Schichten mittels
reaktiver Ionenstrahlsputterbeschichtung beschrieben.
Die mit diesem Verfahren hergestellten dünnen Schichten haben eine
hohe Qualität mit minimalster Absorption und sind daher auch
bei hohen Lichtleistungsdichten und resonatorintern einsetzbar.
Durch die Verwendung verschiedener Oxide (SiO2, Al2O3, Y2O3,
Ta2O5 und TiO2) eröffnet sich auf Grund des großen Brechungsindexbereiches
eine Vielzahl optoelektronischer Anwendungen.
Für die Charakterisierung der hergestellten Schichten wird vor
allem die Ellipsometrie zur Bestimmung der Schichtdicke und des
Brechungsindex verwendet.
Die Methode der photothermischen
Ablenkung ermöglicht die Ermittlung der sehr geringen Absorptionen.
Messungen der spektralen Reflexion und der Oberflächenrauigkeit
sowie Ätzversuche ergänzen die Schichtuntersuchungen.
Die Anwendungen der optischen Schichten werden vor allem an
kantenemittierenden Halbleiterlasern untersucht.
Entspiegelungs- (AR-), Verspiegelungs- (HR-) und fernfeldverändernde Beschichtungen beeinflussen dabei die optischen Eigenschaften der Laser.
Die Bestimmung der Facettenreflektivität wird mit Hilfe
der Messung der Schwellstromverschiebung und der Modulationsmessung nach Hakki–Paoli durchgeführt.
Durch die Passivierung der beschichteten Laserfacetten erhöht sich die Zerstörungsschwelle
(COMD) und die Lebensdauer.
Die dielektrischen Schichten
werden zudem auch an Halbleiter-Scheibenlasern, Vertikalemittern,
Leuchtdioden, Detektoren sowie an Bauelementen der Sensorik und Elektronik eingesetzt, um deren großen Anwendungsbereich darzustellen.