Polarisationsunabhängiger Flüssigkristall-Wellenleiter

Das Fraunhofer IPMS hat ein neuartiges Konzept für elektro-optisch induzierter Wellenleiter entwickelt, das eine Flüssigkristall-Kernschicht auf einer programmierbaren Elektroden-Backplane-Konfiguration aufweist (LC-EOIW, Bild 1 - links). Mit Hilfe dieses Konzepts können neue Typen konfigurierbarer Bauelemente geschaffen werden.

Konkret können LC-Wellenleiter mit geringem Verlust (Ausbreitungsverlust < 1 dB/cm) und einer Ansprechzeit im sub-µs-Bereich entworfen werden, indem ausgewählte Flüssigkristalle mit großen EO-Kerr-Koeffizienten und hoher Durchlässigkeit über einen breiten Wellenlängenbereich (400 - 1600 nm) als Kernmaterial verwendet werden. Solche Wellenleiter können durch elektrische Adressierung spezifischer Elektroden so konfiguriert werden, dass verschiedene optische Funktionen erfüllen werden (Abb. 1 - Mitte), wie z.B.: n x m-Schaltung, variable optische Leistungsaufteilung, variable Dämpfung, Modulation oder Phasenverschiebung. Die Technologie kann daher in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, die eine Konfigurierbarkeit erfordern. So wurden bisher kundenspezifische Gerätedesigns für Anwendungen in der optischen Telekommunikation, faseroptischen Sensornetzwerken, Spektroskopie und Informationssicherheit entwickelt.

Auch polarisationsunabhängige LC-EOIWs mit sehr geringen polarisationsabhängigen Verlusten (PDL) über einen weiten Dämpfungsbereich sind entwickelt worden. In diesem Fall, durch Verwendung einer speziellen Elektrodenanordnung im Wellenleiterdesign. Dabei breiten sich bei dieser Art von Wellenleitern mit niedrigem PDL sowohl TE- als auch TM-polarisierte Lichtwellen gleichzeitig innerhalb des Wellenleiters aus, mit einer gleichen, aber variablen Sendeleistung. In ähnlicher Weise hat das Fraunhofer IPMS LC-Kern-Mikroring-Resonatoren entwickelt (Abb. 1 - rechts), die als abstimmbare Filter und Add-Drop-Multiplexer eingesetzt werden können. Die LC-Wellenleiterkomponenten werden im Reinraum des Fraunhofer IPMS auf 200-mm-Silizium-Wafern gefertigt. Diese lassen sich mit anderen Bauelementen integrieren und ihr Design kann an die gewünschte Anwendung angepasst werden.

Unsere Leistungen umfassen Design, Herstellung und Charakterisierung der Bauelemente als Einzelgeräte oder in Kombination mit passiven Wellenleitern. Siehe Integrierte Photonik.