Universität Osnabrück, Graduiertenkolleg Mikrostruktur oxidischer

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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.
GRADUIERTENKOLLEG MIKROSTRUKTUR OXIDISCHER KRISTALLE 67 Eigene Publikationen (O. Zhuromskyy) M. Lohmeyer, L. Wilkens, O. Zhuromskyy, H. Dötsch, P. Hertel Integrated magnetooptic cross strip isolator Optics Communications (submitted, 2000) O. Zhuromskyy, L. Wilkens, M. Lohmeyer, P. Hertel, H. Dötsch Magneto-optical waveguides with polarization independent nonreciprocal phase shift IEEE Journal of Lightwave Technology (submitted, 2000) O. Zhuromskyy, M. Lohmeyer, N. Bahlmann, P. Hertel, H. Dötsch, A. F. Popkov Analysis of nonreciprocal light propagation in multimode imaging devices Optical and Quantum Electronics 32 (6/8), 885-897 (2000) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, P. Hertel Wave-matching-simulations of integrated optical coupler structures Fiber and Integrated Optics (submitted, 1999) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, H. Dötsch, P. Hertel Unidirectional magnetooptic polarization converters IEEE Journal of Lightwave Technology 17 (12), 2605-2611 (1999) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, P. Hertel Wave-matching-simulations of integrated optical coupler structures Proceedings of SPIE, Vol. 3620, Integrated Optics Devices III, 68-78 (1999) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, P. Hertel Perturbational estimation of geometry tolerances for rectangular integrated optics devices Proceedings of SPIE, Vol. 3620, Integrated Optics Devices III, 311-319 (1999) N. Bahlmann, M. Lohmeyer, O. Zhuromskyy, H. Dötsch, P. Hertel Nonreciprocal coupled waveguides for integrated optical isolators and circulators for TM-modes Optics Communications 161 (4-6), 330-337 (1999) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, P. Hertel Radiatively coupled waveguide polarization splitter simulated by wave-matching based coupled mode theory Optical and Quantum Electronics 31, 877-891 (1999) O. Zhuromskyy, M. Lohmeyer, N. Bahlmann, H. Dötsch, P. Hertel, A.F. Popkov Analysis of polarization independent Mach-Zehnder type integrated optical isolator IEEE Journal of Lightwave Technology 17 (7), 1200-1205 (1999) M. Lohmeyer, N. Bahlmann, O. Zhuromskyy, H. Dötsch, P. Hertel Phase-matched rectangular magnetooptic waveguides for applications in nonreciprocal integrated optics devices: Numerical assessment Optics Communications 158 (1-6), 189-200 (1998) Konferenzbeiträge und Tagungsbesuche O. Zhuromskyy, H. Dötsch and P. Hertel: Magneto-optical waveguides with polarization independent phase shift, International workshop on "Microstructure of Oxide Materials", <strong>Osnabrück</strong>, Germany (2000) O. Zhuromskyy, M. Lohmeyer, L. Wilkens, P. Hertel, H. Dötsch: Magneto-optical waveguides with polarization independent non-reciprocal phase shift, International Workshop on Optical Waveguide Theory and Numerical Modelling, Prague, Czech Republic (2000) O. Zhuromskyy, M. Lohmeyer, N. Bahlmann, A.F. Popkov, P. Hertel, H. Dötsch: Analysis of nonreciprocal mode propagation in multi-mode imaging devices, International Workshop on Optical Waveguide Theory and Numerical Modelling, Prague, Czech Republic (1999)
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