Mikromechanisch weit abstimmbare Oberflächen-emittierende Laser mit Vertikalresonator (PDF)

Moderne Telekommunikationsnetze erfordern den Einsatz kostengünstiger, kompakter, energieeffizienter und nicht zuletzt wellenlängensteuerbarer Laser. Oberflächen-emittierende Laser mit Vertikalresonator (engl. Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser, VCSEL) emittieren auf Grund ihres kurzen Resonators inhärent longitudinal einmodig. Neben einer kompakten Struktur haben VCSEL eine sehr geringe Leistungsaufnahme und besitzen besonders hohe Konversionswirkungsgrade von elektrischer in optische Leistung. In dieser Arbeit wird die Entwicklung mikromechanisch weit abstimmbarer VCSEL, basierend auf einer neuartigen Technologie der Oberflächen-Mikromechanik, beschrieben. Zur Realisierung eines weiten Abstimmbereichs wird eine elektrothermisch bzw. elektrostatisch steuerbare mikro-elektromechanische Komponente (engl. Micro Electro-Mechanical System, MEMS), eine bewegliche Spiegelmembran, mit einem Halb-VCSEL kombiniert. Die in dieser Arbeit entwickelte Technologie der Oberflächen-Mikromechanik wird zunächst zur Herstellung weit abstimmbarer Filter mit Bestwerten, in Hinblick auf geringe Koppelverluste und eine hohe optische Güte über einen Abstimmbereich von mehr als 100 nm im Bereich von 1550 nm, genutzt. Anschließend werden MEMS-VCSEL entwickelt, die unter allen elektrisch gepumpten Halbleiterlasern weltweit erstmals kontinuierlich über einen Bereich von mehr als 100 nm abstimmbar sind.