Integrierte optische Bauelemente für die Wellenleiterkopplung in einer hybriden Integrationsplattform

Integrierte optische Systeme zur Kopplung an Wellenleiterstrukturen sind von großer Bedeutung für zahlreiche Anwendungen wie z.B. auch die quantenoptische Informationsübertragung, für die die Optimierung der Übertragungsverluste, die Ansteuerung der Photonenquellen oder die Übertragungsraten zentrale Herausforderungen darstellen. Mit Hilfe der Integration optischer und elektrischer Bauelemente in einer System-in-Package Plattform lassen sich die Herausforderungen jedoch entschärfen. Ein Schwerpunkt für die technologische Integration der optischen und elektrischen Domäne liegt in der Einkopplung von Photonen in den Wellenleiter im Substrat. Für das Design der Einkoppelstrukturen verfolgen wir einen Systemansatz, indem das Gesamtsystem von der Lichtquelle bis zu der Schnittstelle zu den verwendeten Lichtleitern simuliert und ausgelegt wird. Für die Lichteinkopplung existieren bereits zahlreiche Lösungsansätze, die für ein konkretes System evaluiert und miteinander verglichen werden. Für die Kollimationsoptik werden sowohl refraktive als auch diffraktive Implementierungen in Betracht gezogen während für die unmittelbare Koppelstruktur die komplexe Blaze-Strukturen optimiert werden.