Design Und Charakterisierung Eines Polarisationsteilers in Photonischer BICMOS Technologie

Polarisationsmultiplex ist ein effizientes Verfahren in optischen Kommunikationssystemen. Das Verfahren erm glicht die Verdopplung der Datenraten ohne zus tzlichen Bandbedarf. Basis f rden Einsatz eines solchen Polarisationsmultiplexes ist die sende- und empfangsseitige Trennung orthogonaler Polarisationsmoden. Integrierte optische Polarisationsteiler sind hierf r von besonderem Interesse, da externe Schnittstellen zu diesen Polarisationsteiler entfallen k nnen. Au erdem wird erwartet dass sich derartige Polarisationsteiler kompakt und mit sehr guterPerformance realisieren lassen. Die vorliegende Masterarbeit setzt sich die Optimierung eines integrierten Polarisationsteilers in die photonische bipolarer komplement rer Metalloxidhalbleiter (engl. bipolar complementarymetal oxide semiconductor, BiCMOS) BiCMOS Technologie zum Ziel. Zun chst sollen erste realisierte Polarisationsteiler experimentell beschrieben werden. Auf Basis der experimentellen Daten soll dann eine weitere Designoptimierung des kommerziellen numerischen Tools der Firma Photon Design 2] zum Einsatz kommen. Von Besonderem Interesse ist der Einfluss von Prozessschwankungen auf die Arbeitsweise des Polarisationsleiters. Der Polarisationsteiler besteht aus zwei Sektion: der Moden-Konverter und der der Koppler. In der Arbeit werden zwei Typen von Moden-Konverter untersucht. Der Wire-Taper-Moden-Komverter und der Rippen(rib)-Taper-Moden-Konverter. Die Aufgabe der beiden Moden-Konverter-Typen, ist die an der Anfangsbreite angeregten TM00- in TE10-Mode an der Moden-Konverter-Endbreite vollst ndig zu konvertieren. Und die an der Anfangsbreite angeregten TE00 unver ndert und m glichst verlustfrei durchlassen.Die Aufgabe vom Koppler ist, die aus dem Wire-Taper-Moden-Konverter bzw. Rippen-Taper-Moden-Konverter konvertierten TE10 -Mode als TE00 am unteren Arm des Kopplers zu berkoppeln und die an der Anfangsbreite W1 angeregten TE00 -Mode am oberen Arm des Kopplers durchzulassen. Hierf r wird aus der Auswertung der Mess- und Simulationsergebnisse (mit der Simulation-Software: Photon Design ) einen optimierten Polarisationsteiler darzustellen, der Prozessschwankungen bez glich der Silizium-Dicke, der Taper-Breitenvon 20 nm und der Moden-Konverter-L nge von 20 μm kompensiert. Des weiteren soll der optimierte Polarisationsteiler gegen Schwankungen im Elektronische photonische integrierteSchaltungen(engl. Electronic photonic integrated circuits, EPIC) EPIC-Prozesses von bis von 20nm ebenfalls robuste Performanz gew hrleisten.Des weiteren setzt sich dieser Masterabeit zum Ziel, dass die Prozessschwankungen-und Herstellungstoleranzen-Kompensation und die robuste Performanz in Sektion-L ngen von unter 500 μm pro Sektion des optimierten Polarisationsteilers gew hrleistet werden soll, die gesamte Polarisationsteiler-L nge kompakt gehalten wird und unter 600 μm bleibt.Das Buch zeigt ebenfalls die effektive Taper-L nge, ab der eine TM00-TE10-Moden-Konversion stattfindet, bei f nf unterschiedlichen Silizium-Dicken von 160-240 nm. Weiterhin stellt das Buch eine Ungleichung bez glichen des effektiven Brechungsindexes der TM00-TE10-Eingenmoden in Abh ngigkeit der Taper-Breite dar, bei ihrer Erf llung, die oben genannten Herstellungstoleranzen geringeren Einfluss auf die TM00-TE10-Moden-Konversion nehmen.