In der jüngeren Vergangenheit wurden in der Silizium-basierten integrierten Optik zahlreiche Komponenten entwickelt. Die Charakterisierung solcher Systeme stellt nach wie vor ein erhebliches messtechnisches Problem dar. Zum Einen sind bestehende Verfahren stark fehlerbehaftet, so kann beispielsweise die Wellenleiterdämpfung in einer einfachen Transmissionsmessung nur aufwendig von den i.d.R. nur ungenau bekannten Einkoppelverlusten unterschieden werden. Weiterhin sind Verfahren für bestimmte Größen wie beispielsweise die Doppelbrechung bislang nicht auf die bestehende Technologie anwendbar. Ortsaufgelöste Messungen entlang eines Silizium Wellenleiters können - wenn überhaupt möglich - nur sehr ungenau durchgeführt werden. Dazu gehört die Streulichtmessung, die eine relativ starke Dämpfung durch Streulichtzentren voraussetzt.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Messverfahrens zur ortsaufgelösten Charakterisierung von Silizium-basierten integriert-optischen Systemen mit Hilfe von schwachen diagnostischen Bragg-Gittern. Dazu sollen u.a. Größen wie die Wellenleiterdämpfung, Doppelbrechung oder die  Koppelverhältnisse von Richtkopplern gehören. In Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt "Raman-Verstärkung in Silzium-Wellenleitern" dieser Forschergruppe soll auch die Raman-Streuung ortsaufgelöst bestimmt werden. Das Diagnostik-Verfahren durch schwache Bragg-Gitter beschädigt bzw. verändert die zu untersuchenden Proben nicht und kann somit als Qualitätskontrolle in einer Produktionslinie dienen.

Zur Herstellung der diagnostischen Gitter wird Fotolack in einem UV-lithografischen Prozess mit Hilfe von Beugungsmasken periodisch strukturiert. Die Gitterperiode beträgt für die gegebenen Wellenleiter 225nm bzw. 313nm (für Rippen- und Streifenwellenleiter), was enorme Anforderungen an den Lithografie-Prozess darstellt. Die Lackgitter wechselwirken mit dem evanezenten Feld  außerhalb des Wellenleiters äußerst schwach, was eine quasi ungestörte Propagation des Signals zur Folge hat. Mit Hilfe optischer Frequenzbereichsreflektometrie (OFDR) kann nun eine ortsaufgelöste Bestimmung des komplexen Reflexionsfaktors stattfinden und daraus - unter der Voraussetzung eines bekannten Gitterprofils - auf die Wellenleitereigenschaften zurück geschlossen werden.

Das Projekt ist Teil der DFG-Forschergruppe "Aktive und abstimmbare mikrophotonische Systeme auf der Basis von Silicon-on-Insulator". Die zu charakterisierenden Proben werden uns u.a. von den weiteren Mitgliedern, namentlich mit dem Fachbereich "Hochfrequenztechnik - Photonics" der TU Berlin sowie dem "Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik" (IHP) zur Verfügung gestellt gestellt.