Neuartige, effiziente und kompakte Laserdioden
Bei optischen Telekommunikationsverbindungen werden elektronische Datensignale in Lichtsignale konvertiert, die über Optokoppler an einen Lichtwellenleiter übertragen werden. Diese nichtreziproken optischen Geräte stabilisieren und schützen die Laserdioden und optischen Halbleiterverstärker, indem sie das Licht nur in eine Richtung passieren lassen. Aktuell erhältliche Optokoppler sind Bauteile, die bei Integration in eine Laserdiode Kollimationslinsen und teure Ausrichtungstechniken erfordern. Die Entwicklung eines planaren Hohlleiter-basierten Optokopplers in Form eines Chips war folglich ein langjähriges Ziel in der Photonik. Bis vor kurzem haben sich alle Forschungsarbeiten in diesem Bereich auf die Entwicklung eines Optokopplers mit Hohlleiterstruktur und ferromagnetischen Granaten für die Induktion der Nicht-Reziprozität konzentriert. Die Integration mit Halbleiter-Grundmaterial blieb jedoch ein Problem, da dies ohne deutliche Kostensenkung nur durch direktes Bonding auf dem Wafer möglich war. Die ISOLASER-Projektpartner haben einen anderen Forschungsansatz gewählt. Dieser basierte darauf, dass die Optokopplerstruktur für die monolithische Integration der des Lasers, in den die Integration erfolgen soll, möglichst ähnlich sein sollte. Genauer gesagt wurde ein ausreichend magnetisiertes ferromagnetisches Metall in einem herkömmlichen optischen Halbleiterverstärker äußerst nah am Führungsbereich platziert. Ergebnis war eine isolierendes Bauteil, das transparent ist oder nur in eine Richtung verstärkt. Weiterhin konnte es mit anderen aktiven photonischen Geräte monolithisch integriert werden. Ein derartiges Gerät würde die Herstellungskosten von Laserdioden deutlich reduzieren, da die Anzahl erforderlicher einzelner optischer Bauteile verringert wird. Zudem müsste der Laserstrahl bei Einsatz eines externen Optokopplers für die Diode nicht mehr exakt ausgerichtet werden.
