Integrovaná optoelektronika Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc SOS 2007

Prezentace na téma: "Integrovaná optoelektronika Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc SOS 2007"— Transkript prezentace:

1 Integrovaná optoelektronika Ing.Vítězslav Jeřábek, CSc SOS 2007 jerabek@fel.cvut.cz

2 Základní pojmy, historie  Fotonika – je interdisciplinární technický obor zabývající se generací, přenosem, modulací, zesilováním a detekcí záření, jehož základní jednotkou ( kvantem) je foton.  Historie – v roce 1969 S. E. Miller z Bell Laboratories navrhl koncepci nového oboru – Integrované optiky a optoelektroniky jako aplikační obor fotoniky. Tato koncepce vycházela z hybridního řešení integrace na dielektrických substrátech.  1972 - První kongres o Integrované optice byl uskutečněn v Salt Lake City. Zde byly rozvinuty dva základní technologické směry hybridní a monolitická integrovaná optika.

3 Součástky a systémy integrované optiky a optoelektroniky– rozdělení  Integrovaná optika - optické prvky pro distribuci a ovládání optického záření - multividové a monovidové vlnovody, optické děliče výkonu, vazební členy, vlnově selektivní MUX/DEMUX a p.  Integrovaná optoelektronika - optoelektronické prvky pro generaci, ovládání, zesilování a detekci optického záření – optoelektronické generátory, optoelektronické vysílače OEV a přijímače OEP, elektrooptické modulátory EOM a akustooptické modulátory AOM, elektrooptické přepínače EOP, vlnové konvertory, vlnové routery, optické zesilovače, časové MUX/DEMUX a p.

4 Technologie integrované optoelektroniky Typy technologických řešení optoelektronických integrovaných obvodů [ 1 ]

5 Technologie integrované optoelektroniky  Hybridní integrované obvody s optickými vláknovými vlnovody  Tenkovrsvé IO – vodivé motivy jsou realizovány vrstvami Au, Ag,. Cr, NiCr a.p. napařenými nebo naprášenými na hlazené korundové podložky, skelné podložky, BeO, sklokeramiku a osazená elektronickými a optoelektronickými polovodičovými součástkami. Optické vláknové vlnovody jsou osazeny v závěrečné fázi.  Tlustovrstvé IO – vodivé motivy jsou realizovány vrstvami Pd,Au, Ag pasty vypálené na hrubozrnný nebo jemnozrnný korund osazený elektronickými a optoelektronickými polovodičovými součástkami, Optické vláknové vlnovody jsou osazeny v závěrečné fázi.  Hybridní integrované obvody s optickými páskovými vlnovody: Tenkovrstvé IO – optické vlnovody jsou realizovány vrstvami Si, SiO 2, Si 3 N 4, skla nebo organických materiálů na podložce Si, sklo, LiNbO 3 nebo LiTaO 3 a osazené elektronickými a optoelektronickými polovodičovými součástkami Tenkovrstvé IO – optické vlnovody jsou realizovány vrstvami Si, SiO 2, Si 3 N 4, skla nebo organických materiálů na podložce Si, sklo, LiNbO 3 nebo LiTaO 3 a osazené elektronickými a optoelektronickými polovodičovými součástkami  Monolitické integrované obvody: Optické vlnovody a polovodičové elektronické a optoelektronické součástky jsou realizované stejnými materiály skupiny A3B5 v témže technologickém procesu na podložkách GaAs, nebo InP Optické vlnovody a polovodičové elektronické a optoelektronické součástky jsou realizované stejnými materiály skupiny A3B5 v témže technologickém procesu na podložkách GaAs, nebo InP

6 Optická vazba LD na planární optický vlnovod Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

7 Hybridní integrovaná optoelektronika SS-LD ( spot-size laser diode) pro hybridní planární optoelektronický vysílač IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

8 Technologie osazování SS-LD na hybridních optoelektronický vysílač Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

9 Hybridní integrovaná optoelektronika Charakteristické hodnoty a CW charakteristika SS - LD IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

10 Technologie pájení hybridních optoelektronických IO Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

11 Hybridní integrovaná optoelektronika Laser s hybridně integrovanou optickou mřížkou IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

12 Multivlnový SS - LD vysílač jako hybridní optoelektronický IO Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

13 SS – SOA ( spot-size semiconductor optical amplifier ) hybridní planární IO Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

14 Závislost zesílení SS-SOA na injekovaném proudu Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

15 Rozložení optického výkonu SS - SOA Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

16 Hybridní integrovaná optoelektronika WG – FD ( Waveguid- fotodetector) vlnovodný fotodetektor pro hybridní planární OE přijímač IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

17 Hybridní integrovaná optoelektronika Závislost citlivosti vlnovodného fotodetektoru na napětí WG – FD pro hybridní planární OE přijímač IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

18 Technologie hybridních optoelektronických IO Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

19 Hybridní optoelektronický planární modul pro sítě FTH - PON Hybridní integrovaná optoelektronika

20 Optický časový multiplexer pro OTDM Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

21 Struktury realizované planárními hybridními optoelektronickými IO Hybridní integrovaná optoelektronika IEEE J of SELECTED TOPICS IN QE, vol.6, No 1, 2000

22 Monolitická integrovaná optoelektronika Přeladitelný WDM laserový vysilač s EA modulátorem od fy. Agility Com. [ 18 ]

23 Monolitická integrovaná optoelektronika Charakteristiky WDM laserového vysilače s EA modulátorem [ 18 ]

24 Monolitická integrovaná optoelektronika MFL multifrekvenční laser pro WDM lit. [ 2 ]

25 Monolitická integrovaná optoelektronika Optické spektrum MFL [ 2 ]

26 Monolitická integrovaná optoelektronika MFL vysilač pro WDM – technické provedení

27 Monolitická integrovaná optoelektronika WG – FD ( Waveguid- fotodetector) vlnovodný fotodetektor pro planární OE přijímač [ 17 ]