Forschungsbericht 2009



Abstimmbare optische Elemente, Kopplung zwischen elektrischen und elastischen Feldern in der optischen FEM Simulation

Institut: Mikrosystemtechnik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Manfred Kasper
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Marc Schober
Projektnummer: E.4-07.038
Laufzeit: 01.03.2006 - 28.02.2007
Finanzierung: DFG


 

Ziel des Projektes ist die Untersuchung verschiedener physikalischer Effekte zur Abstimmung integriert optischer Komponenten. Hierbei ist eine Abstimmung durch thermische, elektrische und mechanische Größen möglich und resultiert in einer Multipyhsiksimulation. Es handelt sich um eine unidirektionale schwache Kopplung, die in erster Linie den Brechungsindex des Materials und die Geometrie beeinflußt. Deswegen kann die Simulation des gekoppelten Problems sequentiell erfolgen.

Zur Analyse wird aufgrund der Strukturkomplexität und der Kopplungen die Finite Elemente Methode (FEM) eingesetzt. Ausgangspunkt ist die am Institut entwickelte selbstadaptive Simulationssoftware PolyDE, die um entsprechende Schnittstellen und Materialmodelle zu erweitern ist. Hierzu wurde eine Kopplungsplattform als Teil eines Multiphysikmoduls realisiert, um Datenaustausch mit verschiedenen Simulatoren zu ermöglichen. Das Multiphysikmodul berücksichtigt zur Zeit den thermo-optischen Effekt, linearen und quadratischen elektro-optische Effekt (Pockels und Kerr Effekt) sowie den elasto-optischen Effekt. Neben den oben angesprochenen Kopplungen treten indirekte Kopplungen wie thermische Ausdehnung und der inverse piezoelektrische Effekt auf, die sich in ähnlicher Weise über das Multiphysikmodul behandeln lassen.

Das FEM-Tool PolyDE wurde im Laufe dieses Projektes unter der GNU General Public License veröffentlicht und beinhaltet das entwickelte Multipysikmodul.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 


Stichwörter

  • Abstimmung
  • FEM
  • Integrierte Optik
  • Modulation
  • Multiphysik
  • Simulation