Modifikation der Doppelbrechung in Vertikallaserdioden für spin-basierte optische Datenübertragung

Abstract

Datenzentren spielen eine zentrale Rolle bei der steigenden Nachfrage nach immer höheren Datenraten. Hier sind intensitätsmodulierte Vertikallaserdioden (VCSEL) die dominanten Emitter. Die Intensitätsdynamik ist limitiert bei einem Wert von ca. 30 GHz mit voraussichtlich keiner großen Änderung in naher Zukunft. Die wesentlich schnellere Polarisationsdynamik in VCSELn ist eine vielversprechende Alternative, um diese Limitierung zu überwinden. Dabei ist die Resonanzfrequenz bei Polarisationsmodulation hauptsächlich durch den Frequenzunterschied der beiden orthogonalen Polarisationsmoden in einem einmodigen VCSEL limitiert, welcher über die Doppelbrechung in der Kavität bestimmt wird. Aus diesem Grund konzentriert sich diese Arbeit auf die Manipulation der Doppelbrechung in VCSELn als entscheidenden Faktor für ultraschnelle Polarisationsmodulation. Dabei werden verschiedene Ansätze zur Doppelbrechungsmanipulation, von mechanisch eingebrachter Verspannung bis hinunter zu On-Chip-Lösungen mittels asymmetrischem Heizen bzw. integrierten Oberflächengittern, beleuchtet.