Numerische Analyse der Spannungsrelaxation nanostrukturierter siliziumbasierter optischer Wellenleiter zur Erzeugung nicht-linearer optischer Effekte

Abstract:
Neben elektronischen Bauteilen finden SOI-basierende Komponenten aus Silizium ebenso Anwendung bei der Herstellung optischer Komponenten der Telekommunikationstechnik. Allerdings ist Silizium ungeeignet für optisch aktive Bauteile, die auf der Grundlage nichtlinearer Licht-Materie-Wechselwirkung basieren. Durch das Einbringen einer Dehnung bzw. eines Dehnungsgradienten im Material lässt sich dieser Nachteil jedoch aufheben. Ziel der vorgestellten Arbeit ist die strukturmechanische Auslegung von verspannten optischen Silizium-Streifenwellenleiten sowie Mikroresonatoren, um mit Hilfe eines Dehnungsgradienten der zu einer Brechung der Inversionssymmetrie im Silizium führt, nichtlineare optische Effekte zu erzeugen. Aufgrund der im Herstellungsprozess notwendigen Strukturierungen treten Relaxationserscheinungen der Komponenten auf, welche das Dehnungsfeld beeinflussen. Folgend werden Möglichkeiten zur Modifikation des im Wellenleiter resultierenden Dehnungsfeldes vorgestellt.