Optische Komponenten verbessern Zuverlässigkeit
Optische Kommunikationssysteme haben sich schnell von Forschungslaboren zu kommerziellen Anwendungen entwickelt. Aufgrund ihrer enormen Kapazitäten zur Datenverarbeitung haben sich diese bereits als Punkt-zu-Punkt-Übertragungssysteme und Netzverbindungsknoten bewährt. Mit der Möglichkeit, größere Datenmengen über weitere Strecken zu übertragen als herkömmliche elektronische Kommunikationsnetzwerke, unterstützen optoelektronische Systeme die steigenden Bandbreitenanforderungen für Internet- und mobile Telefondienste. Bei modernen, hoch entwickelten optischen Systemen werden elektronische Datensignale in Lichtsignale umgewandelt, die über Optokoppler in Lichtwellenleiter eingespeist werden. Die optischen Komponenten verbessern sowohl die Leistung als auch die Zuverlässigkeit von Laser-Transmittern, indem eine der Hauptursachen für Störungen, Interferenz durch Reflexion von Lichtsignalen, beseitigt wird. Zur weiteren Senkung der Herstellungskosten für Laserdioden und um teure Techniken für die Strahlausrichtung zu vermeiden, wurde im Rahmen des ISOLASER-Projekts ein monolithisch integriertes Optokopplersystem vorgeschlagen. Forscher des Alcatel Thales III-V Labors haben einen elektrischen Kontakt aus quer magnetisiertem, ferromagnetischem Metall nahe des Führungsbereichs eines InP-basierten optischen Verstärkers platziert. Die Magnetisierung im rechten Winkel zur Lichtausbreitungsrichtung hat in jeder Ausbreitungsrichtung zu einer anderen nichtreziproken Modusabsorption geführt. Um die für den Ausgleich des Modusverlusts in Vorwärtsrichtung erforderliche, äußerst gezielte Verstärkung zu ermöglichen, wurde ein neuer Multi-Quantum-Well-Werkstoff entwickelt. Anstelle von in der Regel bei optoelektronischen Geräten eingesetzten mehreren Quantenfilmen mit Druckverspannung (compressive Multiple Quantum Wells, MQWs) wurden mehrere Quantenfilme mit Zugverspannung gezüchtet. Die Erweiterung der Wellenlänge des Optokopplers auf den gesamten in der Telekommunikation verwendeten Bereich (1,3 bis 1,55µm) wurde mithilfe eines AlGaInAs/InP-Werkstoffsystems erreicht. Aufgrund des größeren Versatzes des Leitungsbandes im Vergleich zu verbreiteten InGaAs/InGaAsP/InP-Lösungen waren die Anforderungen für Transparenz in Vorwärtsrichtung geringer. Der Vorteil dieses Ansatzes ist, dass der Hohlleiter-Optokoppler über dieselbe Struktur verfügt wie die Laserquelle, in die dieser integriert wird. Weiterhin ebnet die experimentelle Demonstration den Weg für die Herstellung eines integrierten Hohlleiter-Optokopplers.