Raman-Verstärkung in Silizium-Wellenleitern: Nichtreziproke Komponenten und Slow-Light-Strukturen
Lichtemittierende Bauelemente und mit Erbium-Faserverstärkern vergleichbare Komponenten würden der integrierten Optik in Silizium, die ansonsten in fast jeder Hinsicht ein äußerst attraktives Gebiet darstellt, einen gewaltigen zusätzlichen Schub verleihen. Aufgrund der indirekten Bandstruktur sind Bemühungen der Lichterzeugung wie bei III-V-Halbleitern oder auch durch Erbium-Dotierung bisher nur wenig erfolgreich. Deutliche Fortschritte bei der Lichterzeugung in Silizium zu erreichen, ist Ziel des vorliegenden Projektes. Es basiert auf stimulierter Ramanstreuung, einem Effekt, der in Glasfasern seit längerem bereits kommerziell genutzt wird, dessen Potential in Silizium aber erst im Jahre 2002 erkannt wurde.
Das vorliegende Projekt ist ein Teilprojekt der zweiten Förderungsphase der DFG-Forschergruppe FOR 653, "Aktive und abstimmbare mikrophotonische Systeme auf der Basis von Silicon-On-Insulator". Realisierung und Charakterisierung der neuen Raman-Komponenten erfolgt in Zusammenarbeit mit den anderen Mitgliedern, namentlich mit dem Fachgebiet "Hochfrequenztechnik - Photonics" der TU Berlin, dem IHP (Innovations for High Performance microelectronics, Frankfurt/Oder) sowie den Instituten "Mikrosystemtechnik" und "Optische und Elektronische Materialien" der TUHH.
Ziel dieses Projektes (E.2-03.085) ist zum Einen, die im Verlauf des Vorgängerprojektes E.2-03.081 entdeckte Raman-induzierte Nichtreziprozität von Silizium-Wellenleitern experimentell grundlegend zu untersuchen und erstmalig für die praktische Realisierung von nichtreziproken Komponenten in der Silizium-Photonik zu verwenden. Zum Anderen sollen ausführliche Untersuchungen zur Raman-Verstärkung in Photonischen-Kristall-Wellenleitern das Potential dieser zukunftsweisenden Technologie für die leistungseffiziente und / oder besonders kompakte Realisierung von transparenten Slow-Light-Komponenten, von Raman-Verstärkern und schließlich auch von nichtreziproken Komponenten aufzeigen. Publikationen - E-11.255V
M. Krause, A. Petrov, E. Brinkmeyer:"Total Gain of Silicon Raman Amplifiers: Scaling with Group Velocity in Slow-Light Waveguides", 6th International Conference on Group IV Photonics (GFP), San Francisco, California, 9-11 September, Paper ThP5, 2009.
- E-11.256V
A. Petrov, M. Krause, J. H. Wülbern, J. Hampe, M. Eich:"Disorder Limits in Passive and Amplifying Slow Light Waveguides", 6th International Conference on Group IV Photonics (GFP), San Francisco, California, 9-11 September, Paper WC6, 2009.
- E-11.257V
I. Giuntoni, A. Gajda, M. Krause, R. Steingrüber, J. Bruns, K. Petermann:"Tunable Bragg Reflectors on Silicon-On-Insulator Rib Waveguides", Optics Express, Vol. 17, No. 21, pp. 18518-18524, 2009.
- E-11.258V
M. Krause, H. Renner, E. Brinkmeyer:"Strong Enhancement of Raman-Induced Nonreciprocity in Silicon Waveguides by Alignment with the Crystallographic Axes", Applied Physics Letters, Vol. 95, No. 26, p. 261111, 2009.
- E-11.259V
M. Krause, H. Renner, E. Brinkmeyer:"Silicon Raman Amplifiers with Ring-Resonator-Enhanced Pump Power", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Special Issue on Silicon Photonics, Vol. 16, No. 1, pp. 216-225, 2010.
- E-11.260V
E. Brinkmeyer, T. Pagel, T. Waterholter, M. Krause, H. Renner:"Active and tunable waveguide devices based on silicon and silica for use in optical communication systems", Photonics West 2010, Proceedings of SPIE, Vol. 7621, Invited talk, p. 762102 (2010).
- E-11.261V
M. Krause, H. Renner, E. Brinkmeyer: "Non-Reciprocal Raman Gain in Suspended-Core and Nanowire Silica Optical Fibers", Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), San Jose, California, May 16-21, Paper CTuLL5, 2010.
- E-11.263V
H. Renner, M. Krause, E. Brinkmeyer: "Moiré Bragg Gratings with Coinciding Reflection Bands for TE and TM Polarization in Highly Birefringent Waveguides", Bragg Gratings, Photosensitivity and Poling in Glass Waveguides (BGPP) Topical Meeting, Karlsruhe, Germany, June 21-24, Paper BThC4, 2010.
- E-11.264V
T. Pagel, T. Waterholter, M. Krause, H. Renner, E. Brinkmeyer:"Polarization-Sensitive Spectral Characterization of Bragg Gratings in Silicon Waveguides", Bragg Gratings, Photosensitivity and Poling in Glass Waveguides (BGPP) Topical Meeting, Karlsruhe, Germany, June 21-24, Paper BThC7, 2010. - E-11.265V
H. Renner:"Upper Limit for the Amplifiable Stokes Power in Saturated Silicon Waveguide Raman Amplifiers", 7th International Conference on Group IV Photonics (GFP), Beijing, China, 1-3 September, Paper P1.15, 2010.
- E-11.266V
M. Krause, Jost Müller, T. Pagel, H. Renner and E. Brinkmeyer:"Nonreciprocal Raman Scattering in Silicon Waveguides," 7th International Conference on Group IV Photonics (GFP) Beijing, China, 1-3 September, Paper ThA3, 2010.
- E-11.267V
A. Petrov, D. Jalas, M. Krause, J. Hampe, M. Eich:"Nonreciprocal Silicon Waveguides and Ring Resonators with Gyrotropic Cladding," 7th International Conference on Group IV Photonics (GFP) Beijing, China, 1-3 September, Paper P2.4, 2010.
- E-11.268V
A. Petrov, D. Jalas, M. Krause, M. Eich:"Backscattering Suppression in Nonreciprocal Ring Resonators," 3rd International Workshop on Theoretical and Computational Nano-Photonics (TaCoNa-Photonics), Bad Honnef, Germany, 3-5 November, 2010.
- E-11.269V
D. Jalas, A. Petrov, M. Krause, J. Hampe, M. Eich:"Resonance Splitting in Gyrotropic Ring Resonators," Optics Letters, Vol. 35, No. 20, pp. 3438-3440, 2010.
- E-11.270V
Jost Müller, M. Krause, H. Renner, E. Brinkmeyer:"Measurement of Nonreciprocal Spontaneous Raman Scattering in Silicon Photonic Wires," Optics Express, Vol. 18, No. 19, pp. 19532-19540, 2010.
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