Availability: Plasmaabgeschiedene integriert optische Wellenleiter auf Silizium für die faseroptische Kommunikationstechnik

Plasmaabgeschiedene integriert optische Wellenleiter auf Silizium für die faseroptische Kommunikationstechnik:

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Bibliographic Details
Main Author:	Hoffmann, Martin (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Düsseldorf VDI Verl. 1997
Edition:	Als Ms. gedr.
Series:	Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 10] 469
Subjects:	PECVD-Verfahren Schaltungsentwurf Abscheidung CMOS Lichtwellenleiter Integriert-optisches Bauelement Siliciumoxinitride Plasma
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adam_text	Titel: Plasmaabgeschiedene integriert optische Wellenleiter auf Silizium für die faseroptische Kommunikati Autor: Hoffmann, Martin Jahr: 1997 SCHRITT-m BERICHTE Ifljl Dipl.-Ing. Martin Hoffmann, Hemer Plasmaabgeschiedene integriert optische Wellenleiter auf Silizium für die faseroptische Kommunikationstechnik Reihe 10: Informatik/ Kommunikationstechnik Nr. 469 Inhaltsverzeichnis V 1 Einleitung 1 2 Integrierte Optik für die optische Kommunikationstechnik 4 2.1 Integrierte Optik in der faseroptischen Kommunikationstechnik 4 2.2 Materialsysteme der integrierten Optik 8 2.3 Planare Lichtwellenleiter auf Si0 2 für die optische Übertragungstechnik 10 2.4 Silizium als Substratmaterial 12 3 Plasmaabgeschiedene dielektrische Schichten auf Siliziumsubstraten 14 3.1 Plasmaunterstützte Abscheidung von dielektrischen Schichten 14 3.2 PECVD-Schichtsysteme für integriert optische Komponenten 15 3.3 Eigenschaften 12 3.3.1 Brechungsindex 12 3.3.2 FTIR-Untersuchungen der Schichtzusammensetzung 21 3.3.3 Homogenität und Reproduzierbarkeit von Brechungsindex und Schichtdicke 24 3.3 .4 Mechanische Spannungen und Doppelbrechung 25 3 4 Auswirkungen des Temperns auf die Schichtparameter 29 3.4.1 Brechungsindex und Schichtdicke 30 3.4.2 Mechanische Spannungen 31 3.4.3 Zusammenfassung des Temperverhaltens 33 4 Dimensionierung und Charakterisierung von Lichtwellenleitern 33 4.1 Konzepte faserangepaßter integriert optischer Lichtwellenleiter auf Silizium 33 4.2 Dimensionierung von faserangepaßten Wellenleitern mit großem Indexhub 37 4.2.1 Die Methode der Geraden 38 4.2.2 Erweiterung der Methode der Geraden zur Berechnung von Kopplern 39 4.2.3 Optimierung des Faser-Koppelwirkungsgrades 40 4.2.4 Zusammenfassung der Simulationsergebnisse 46 4.3 Herstellung von plasmaunterstützt abgeschiedenen Lichtwellenleitern 47 4.3.1 Substratmaterial und Abscheidung der Kernschicht 48 4.3.2 Fotolithografie 49 4.3.3 Reaktives lonenätzen der Kernschicht 50 4.3.4 Deckbeschichtung 52 4.3.5 Endflächenpräparation 53 4.4 Eigenschaften von plasmaunterstützt abgeschiedenen Wellenleitern 56 4.4.1 Weißlichtmessungen 56 4.4.2 Bestimmung des Nahfeldes und des Koppelfaktors 58 4.4.3 Polarisationsabhängigkeit 63 Inhaltsverzeichnis VI 5 Passive integriert optische Schaltungen 65 5.1 2D-BPM-Simulationen integriert optischer Komponenten 65 5.2 Gekrümmte Lichtwellenleiter 68 5.3 Richtkoppler 73 5.4 Mach-Zehnder Interferometer 77 5.5 Wellenlängenmultiplexer für 1310 nm / 1550 nm BO 5.6 Sternkoppler 81 6 Thermooptische Schalter 87 6.1 Der thermooptische Effekt 88 6.1.1 Der thermooptische Effekt in Siliziumdioxid 88 6.1.2 Auswirkungen des thermooptischen Effektes auf Lichtwellenleiter 89 6.2 BPM-Simulation thermooptischer Komponenten 89 6.3 Thermische Eigenschaften des SiC 2 -Si - Verbundes 91 6.3.1 Temperaturgradient im planaren Aufbau 93 6.3.2 Steuerung des Temperaturgradienten durch mikromechanische Strukturierung 94 6.3.3 Folgerungen für thermooptische Schalter 97 6.4 Technologien zur Herstellung thermooptischer Schalter 97 6.4.1 Heizelemente für thermooptische Schalter 97 6.4.2 Auswahl geeigneter Verfahren zur mikromechanischen Strukturierung 100 6.4.3 Strukturierung dicker Oxidschichten im Trockenätzverfahren 103 6 4.4 Unterätzen von Oxidfilmen im CMOS-kompatiblen Plasmaprozeß 105 6.5 Richtkoppler-Schalter 107 6.5.1 Realisierung von Richtkoppler-Schaltern 108 6.5.2 Zusammenfassung der Eigenschaften 109 6.6 Mach-Zehnder Schalter 109 6.6.1 Realisierung von Mach-Zehnder Schaltern 110 6.6.2 Zusammenfassung der Eigenschaften 111 6.7 Thermooptischer Digitaler Schalter I 12 6.7.1 Unsymmetrische Schalter mit definiertem Schaltzustand 113 6.7.2 Optimierung des Wellenleiterlayouts 115 6.7.3 Thermische Optimierung des Schaltverhaltens 120 6.7.4 Zusammenfassung der Simulationsergebnisse 121 6.7.5 Messungen an leistungsoptimierten thermooptischen Schaltern 124 6.7.6 Zusammenfassung der Eigenschaften 128 Inhaltsverzeichnis VII 7 Aufbau- und Verbindungstechnik 129 7.1 Koppelwirkungsgrad 129 7.11 Axialer Versatz 130 7.1.2 Radialer Versatz 130 7.1.3 Winkelversatz 131 7.1.4 Zulässige T oieranzen 13 2 7.2 Faserkopplung mit V-Gruben in Silizium 133 7.2.1 Herstellung und Justierung von V-Gruben zur Faserkopplung 133 7.2.2 Aktiv justierbare Fasergruppen 134 7.3 Schaltungsarrays 137 8 Zusammenfassung 139 9 Anhang - Wichtige Materialparameter 141 Literaturverzeichnis 143
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