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Frers, Torsten: Herstellung optischer SiON-Komponenten für Laserstrukturen auf Silizium. 2015
Inhalt
Einleitung
1 Allgemeine Grundlagen der integrierten Optik
1.1 Materialsysteme der integrierten Optik
1.2 Lichtführung und Feldverteilung im Wellenleiter
1.2.1 Strahlenoptische Darstellung
1.2.2 Wellentheoretische Modellierung
1.2.3 Feldverteilung für den Filmwellenleiter
2 Optimierte Herstellung für Wellenleiter und Resonatoren
2.1 Deposition durch plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung
2.1.1 Eigenschaften der PECVD-Schichten
2.1.2 FTIR-Analyse der Schichtzusammensetzung
2.1.3 Analyse der Oberflächenrauheit der PECVD-Schichten
2.1.4 Induzierter Stress bei der Herstellung
2.2 Optimierung der Lithografie- und Ätzprozesse
2.2.1 Parameterabhängigkeit der trockenchemischen Ätzverfahren
2.2.2 Maskierung für die Wellenleiterherstellung
2.2.3 Strukturierung dielektrischer Schichten mittels RIE-Prozess
3 Wellenleiterstrukturen auf SiON-Basis
3.1 Dimensionierung integriert optischer Wellenleiter aus SiON
3.2 Gekrümmte Wellenleiter
3.3 Realisierte Wellenleiterstrukturen
3.3.1 Vergrabener Streifenwellenleiter
3.3.2 Tiefgeätzter Streifenwellenleiter
3.3.3 Rippenbelasteter Filmwellenleiter
3.4 Charakterisierung der Wellenleiter
3.4.1 Dämpfung
3.4.2 Fabry-Perot Methode und Modenverteilung
4 Mikroresonatoren realisiert im Schichtsystem SiO2/SiON/SiO2
4.1 Strukturresonanzen im Mikroresonator
4.2 Charakteristische Kenngrößen optischer Mikroresonatoren
4.3 Beschränkungen des Gütefaktors
4.4 Parametereinflüsse auf die Güte
4.5 Realisierung der Mikroresonatoren
5 Kopplung zwischen Resonator und Wellenleiter
5.1 Kopplungsmechanismen
5.1.1 Analytische Beschreibung der Anregung von Resonanzen
5.1.2 Kopplung der Moden in Flüstergalerie-Resonatoren
5.2 Ausdehnung einer Membran zur Wellenleiterkopplung
5.2.1 Integration der variablen Kopplung
5.2.2 Simulation der Heizerstruktur
5.3 Prozessentwicklung der Membran mit integrierter Heizstruktur
5.3.1 Schicht-Zusammensetzung des Heizer/Membran-Systems
5.3.2 Membranherstellung und Probenpräparation
5.4 Charakterisierung der erhitzten Membran
6 Erbium als Emitter für dielektrische Schichten
6.1 Dotierung mittels Diffusion und Ionenimplantation in SiON
6.2 Dotierte SiON- und SiNx-Schichten mittels Kathodenzerstäubung
6.3 Lumineszenzmessungen an Erbium dotierten Schichten
Zusammenfassung und Ausblick
Anhang
Literaturverzeichnis
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