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Main Title: Optische Frequenzkonversion in optisch nichtlinearen, polymeren Wellenleitern mit Quasiphasenanpassung
Author(s): Priebe, Gerd
Advisor(s): Eichler, H.J.
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Frequenzverdopplungsmodule bestehend aus quasiphasenangepaßten NLO-Wellenleitern wurden photolithographisch hergestellt und charakterisiert. Dies beinhaltet sowohl die Auswahl, Herstellung und Charakterisierung der NLO-Polymere hinsichtlich ihrer Eignung zur Frequenzkonversion als auch die Auswahl, Herstellung und Charakterisierung von Wellenleiterstrukturen. Die Tensorkomponenten der optisch nichtlinearen Suszeptibilität von NLO-Polymeren mit Dispersionsrot (DR1) und Cyanobiphenyl (CN) als NLO-Moleküle in Polymethylmethacrylat eingemischt bzw. über flexiblen Spacer an das Polymerrückgrat angebunden wurden durch polarisations- und vom Einfallswinkel abhängige SH-Messungen bestimmt. Der optisch nichtlineare Koeffizient des Cyanobiphenyl-Seitenkettenpolymers ist 12pm/V, der des Dispersionsrot-Seitenkettenpolymers 85pm/V. Dabei ist die Orientierung der optisch nichtlinearen Moleküle in der Polymermatrix durch Koronaentladung über der Polymeroberfläche der Polung mittels Kontaktelektroden deutlich überlegen. Im direkten Vergleich zeigten koronagepolte NLO-Polymerschichten eine 18-fach größere feldinduzierte SH-Intensität. Für das Design der Frequenzverdopplungsmodule wurden verschiedene Wellenleiterkonzepte zunächst numerisch hinsichtlich ihrer Eignung zur Frequenzkonversion untersucht. Das Rippenwellenleiterkonzept wurde in der vorliegenden Arbeit erstmalig für die Frequenzkonversion realisiert. Hierzu wurden 4" SiO2-Wafer mit einer Einbettungsschicht versehen, anschließend mit Photoresist maskiert und photolithographisch strukturiert, die Gräben eingebracht und abschließend mit dem NLO-Polymer verfüllt. Die Kopplungsdämpfung lag bei 3db. Die Dämpfung in den CN-Rippenwellenleitern liegt bei 3db für die Grundwelle und bei 2db für die 2-te Harmonische, in den DR1-Rippenwellenleitern bei 10db und 100db. Eine neue Methode zur Realisierung der Quasiphasenanpassung in Wellenleitern wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelt und demonstriert. Durch die Orientierung der NLO-Moleküle in der Führungsschicht mittels einer fächerartig periodisch modulierten Oberfläche konnte erstmalig eine Abstimmung der SH-Intensität über eine variable QPM-Periode demonstriert werden. In Schichtwellenleitern mit dem Cyanobiphenyl-Guest-Host-Polymer als Führungsschicht wurde eine Konversionseffizienz von 0.005%/W erzielt. Unter Ausnutzung der Quasiphasenanpassung 2-ter Ordnung konnten in 1.5mm langen Dispersionsrot-Schichtwellenleitern vergleichbare SH-Effizienzen erreicht werden. Der höchste Wirkungsgrad wurde in Rippenwellenleitern mit dem Cyanobiphenyl-Guest-Host-Polymer als optisch nichtlineare Führungsschicht erzielt: 0.024%/W.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-7746
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1170
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-873
Exam Date: 6-Jul-2004
Issue Date: 2-Sep-2004
Date Available: 2-Sep-2004
DDC Class: 530 Physik
Subject(s): Frequenzkonversion
Quasiphasenanpassung
Wellenleiter
NLO-Polymer
Rippenwellenleiter
Frequency conversion
quasi phase matching
waveguide
NLO-polymer
rib-waveguide
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Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 2 Mathematik und Naturwissenschaften » Publications

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