Universität Osnabrück, Graduiertenkolleg Mikrostruktur oxidischer

66 UNIVERSITÄT OSNABRÜCK, FACHBEREICH PHYSIK
Vorwärtsrichtung und destruktive Interferenz in Rückwärtsrichtung erhalten. Entsprechendes gilt für den Koppelisolator.
Allerdings hängt die Phasenverschiebung ∆β von der Polarisation der geführten Mode ab, sie ist im allgemeinen
für TE- und TM-Polarisierung verschieden.
Die einfachste Anordnung, die sowohl TE- als auch TM-polarisierte Moden beeinflußt, enthält eine 90º-
Domänengrenze. Die linke Seite des Rippenwellenleiters ist durch einen aufwärts weisenden Faraday-Vektor
charakterisiert, die rechte Seite durch einen horizontalen. Die Auswirkung auf die Phasenverschiebung hängt
unter anderem von der Position d der Domänengrenze ab, und man kann bei passender Wahl der übrigen Parameter
Werte für d finden, so dass ∆β(TE) und ∆β(TM) übereinstimmen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die beiden Domänen entgegengesetzte Faraday-Vektoren haben,
die um einen Winkel φ von der Normalen abweichen. Wiederum ist es möglich, diesen Winkel so zu wählen,
dass die nicht-reziproke Phasenverschiebung von der Polarisation unabhängig wird.
Wir haben noch andere Möglichkeiten untersucht. Man kann auf eine erste Schicht mit horizontalem Faraday-
Vektor eine zweite Schicht (mit Rippe) aufbringen, deren Faraday-Vektor vertikal orientiert ist, entweder links
und rechts mit verschiedenem Vorzeichen oder als Domänengitter. Wiederum ergibt sich sowohl für TE- als
auch für TM-Moden eine Phasenverschiebung ∆β, die bei passender Wahl der Geometrieparameter gleich werden
kann. Unsere Arbeit "Magneto-optical waveguides with polarization independent nonreciprocal phase shift"
beschreibt diese Überlegungen ausführlich.
Unseren ersten Vorschlag für einen von der Polarisation unabhängigen integriert-optischen Isolator haben wir
damit beträchtlich vereinfacht und verallgemeinert. Nur ein Arm des Interferometers muss nicht-reziprok sein,
und damit sind auch die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit viel weniger kritisch geworden.
Asymmetrische vielmodige abbildende Wellenleiter (AMMI)
Wir haben unsere Überlegungen auf den einfachsten Fall abgestellt: ein symmetrischer Verzweiger wird mit
einem asymmetrischen Abbilder kombiniert. Lediglich die Verbindung zwischen einem Ausgang des Verzweigers
und einem Eingang des Abbilders muss ein nichtreziproker Phasenschieber sein. Diese Anordnung ist nur
ein Zehntel so lang wie ein Isolator, der eine herkömmliche Y-Verzweigung enthält. Obendrein sind die Anforderungen
an die Herstellungsgenauigkeit wesentlich schwächer als bei anderen Vorschlägen. Einzelheiten findet
man in "Asymmetrical multimode imaging junctions for integrated optical isolators".
Ausblick
Die enge Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen Kristallzucht und Angewandte Magnetooptik, in denen Filme
hergestellt und Strukturen aufgebracht werden, hat für einen ständigen Dialog zwischen Erfindungsreichtum auf
der einen Seite und Machbarkeitsbedenken auf der anderen geführt. Bei den von uns vorgeschlagenen Konzepten
ist von vornherein auf realistische Herstellungstoleranzen sowie vertretbare Wellenleiterabmessungen geachtet
worden. Das Projekt hat einen Stand erreicht, der den hier vorhanden technologischen Möglichkeiten vorgreift.
Die Zusammenarbeit mit der Deutschen Telekom ist wegen der politisch gewollten Auslagerung der Forschung
abgebrochen worden. Ein anderer bekannter Konzern, der sich mit Telekommunikationstechnik beschäftigt, hat
überzogene Forderungen nach Geheimhaltung gestellt, daran ist eine Zusammenarbeit gescheitert. Jetzt schickt
sich eine US-amerikanische Firma an, die mit Wagnis-Kapital finanziert wird, den integriert-optischen Isolator
zur Produktreife zu entwickeln. Vier Mitarbeitern unserer Arbeitsgruppen sind gut dotierte Arbeitsverträge
angeboten worden.
Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Land Niedersachsen sei an dieser Stelle ausdrücklich gedankt,
dass sie die offensichtlich hoch-relevanten Untersuchungen zum integriert-optischen Isolator gefördert haben.
Alle beteiligten Mitarbeiter haben sich vorzüglich und fachnah für den weltweiten Arbeitsmarkt qualifiziert.
Wir möchten den Drittmittelgebern ebenfalls dafür danken, dass sie den wissenschaftlichen Austausch mit ausländischen
Kollegen gefördert haben. Insbesondere hat Prof. A. F. Popkov (Zelenograd Research Institute of
Physical Problems, Moskau) zum Erfolg des Projektes maßgeblich beigetragen.