Mikrostrukturierung von Rippenwellenleitern

  Kante eines Rippenwellenleiters, strukturiert durch Abtrag mit fs-Laserstrahlung Urheberrecht: Fraunhofer ILT Kante eines Rippenwellenleiters, strukturiert durch Abtrag mit fs-Laserstrahlung

Mit fs−gepulster Laserstrahlung werden durch Abtrag Rippenwellenleiter strukturiert.

Strukturierung von dünnen Schichten
Mittels fs-Laserstrahlung werden dünne Schichten lokal abgetragen, so dass parallele Gräben entstehen, welche die seitliche Begrenzung der resultierenden Rippenwellenleiter bilden. Die Wellenleiter mit einem rechteckigen Querschnitt werden an den Strahlquerschnitt der als Pumpquellen dienenden Breitstreifen-Diodenlaser angepasst.

Untersucht wird der Einfluss der Verfahrensparameter auf die Rauheit der Wellenleiterkanten und damit auf die resultierende Dämpfung durch Streuung des geführten Lichtes an den strukturierten Kanten. Dabei wird insbesondere die Bildung von Riffeln im abgetragenen Bereich kontrolliert. Untersuchungen zur Erweiterung der Verfahrensgrenzen mit dem Ziel der Vergrößerung der Produktivität bei weiterhin ausreichender Qualität werden durchgeführt.

  Aufwärtskonversion in strukturierter Er:ZBLAN Schicht Urheberrecht: Fraunhofer ILT Aufwärtskonversion in strukturierter Er:ZBLAN Schicht

Das laseraktive Material wird mittels Pulsed Laser Deposition (PLD) als ca. 1 - 5 µm dicke Schicht auf angepassten Substraten abgeschieden. In Abhängigkeit der Verfahrensparameter Temperatur und Prozessgasdruck werden wahlweise sowohl kristalline als auch amorphe, glasartige Schichten hergestellt. Der Einfluss der Verfahrensparameter auf die optischen Eigenschaften der eingebauten laseraktiven Ionen wird spektroskopisch untersucht und mit strukturellen Eigenschaften der Schichten in Zusammenhang gebracht. Die Lebensdauern der elektronischen Niveaus und die Querschnitte für Absorption und Emission werden gemessen und dienen als Basis für das Design und die Modellierung von Wellenleiterlasern.

Für effiziente Wellenleiterlaser ist eine geringe Dämpfung durch Streuung wesentlich. Daher werden weitere Möglichkeiten zur Reduktion von streuenden Partikeln (Droplets) in der Schicht sowie der Oberflächenrauheit untersucht.
Für die jeweiligen laseraktiven Schichten werden angepasste Deckschichten entwickelt, um die Numerische Apertur der Wellenleiterlaser an die der Pumpdioden anzupassen und um störende Umwelteinflüsse wie Verschmutzung zu verhindern.