Wingen, Georg

Vertikale Wanderwellenmodulatoren auf Quantenfilmbasis für die optische Informationsverarbeitung

Vertical travelling-wave modulators using quantum-well material for optical information processing

Thesis

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Schlüsselwörter:

microstrip line, MQW, QCSE, coplanar-line, epitaxy, network-analysis

Mikrostreifenleitung, MQW, QCSE, Koplanarleitung, Epitaxie, Netzwerkanalyse

Sachgruppe der DNB
37 Elektrotechnik
Mathematics Subject Classification (MSC)
78A55


Doctoral Dissertation accepted by: University of Duisburg , Department of electrical engineering, 2001-03-05

Abstract

The vertical optical travelling-wave modulator represents a new high-frequency element for optical data processing. The modulator is designed for a wavelength of 1200 nm and combines the layered structure of vertical optical modulators based on pseudomorphic InGaAs/GaAs quantum-wells with microwave lines from the MMIC technology. The quantum-confined Stark effect is used to modulate the optical signal. The multiple quantum-well structure is embedded into an asymmetrical Fabry-Perot resonator built from a Bragg reflector and an aluminum layer to increase the electrooptical effect. The modulators produces a reflectivity change of 0,28. Large scale travelling-wave modulators are capable of critical frequencies higher than 40 GHz. By varying the width of the central conductor of the microwave line, the slow-wave factor could be varied experimentally between 4.8 and 12,7. The applied microwave produces a modulation lattice along the microwave line which can be used in a high frequency beam-steering element for optical information processing.

Der vertikale optische Wanderwellenmodulator kombiniert die Schichtstrukturen vertikaler optischer Modulatoren auf Basis verspannter InGaAs/GaAs-Quantenfilmstrukturen mit Mikrostreifenleitungen aus der MMIC-Technologie bei einer optischen Arbeitswellenlänge von 1020 nm. Für die Modulation des optischen Signals wird der quantenunterstützte Stark-Effekt verwendet. Die Vielfachquantenfilmstruktur ist zur Vergrößerung des elektrooptischen Effektes in einen asymmetrischen Fabry-Perot-Resonators aus Bragg-Reflektor und Aluminium-Metallisierung eingebaut. Die gefertigten Modulatoren zeigen Reflexionsänderungen von 0,28. Ausgedehnte Wanderwellenmodulatoren weisen Grenzfrequenzen von über 40 GHz auf. Der Verzögerungsfaktor der Mikrowellenleitung ließ sich experimentell im Bereich zwischen 4.8 und 12,7 über die Mittelleiterbreite der Leitung variieren. Die eingekoppelte Mikrowelle erzeugt auf der Mikrowellenleitung ein Modulationsgitter, das für ein hochfrequentes strahlsteuerndes Element in der optischen Vermittlungstechnik verwendet werden kann.

Betreuer Jäger,Dieter; Prof. Dr.
Gutachter Jäger,Dieter; Prof. Dr.
Gutachter Laws,Peter; Prof. Dr.

Upload: 2001-10-09
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