Integration eines organischen Lasers in polymere Wellenleiter

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2024
• eBook-ISBN:
  9783689520700
• Auflage: 0

Diese Dissertation untersucht die Integration eines organischen Dünnschichtlasers in polymere Wellenleiter.Mit dieser Arbeit gelingt ein vielversprechender Ansatz für die Realisierung kompakter und integrierter optischer Bauelemente, wie zum Beispiel für optisch betriebene Sensoren.Durch die Kombination eines organischen Dünnschichtlasers mit polymeren Wellenleitern können sowohl minimalste Abmessungen erreicht als auch die Flexibilität und Vielseitigkeit der Anwendung erweitert werden.Die Arbeit beginnt mit einer Analyse der verwendeten Materialien sowie der Beschreibung des Herstellungsverfahrens für mehrmodige polymere Wellenleiter. Diese sind Grundlagefür die Prozessentwicklung und Herstellung einmodiger polymerer Wellenleiter.Anschließend werden erste Kombinationsansätze organischer Dünnschichten ohne resonante Strukturen auf mehrmodige Wellenleiter untersucht und bewertet.Ein herausragendes Ergebnis dieser Arbeit ist die erfolgreiche Integration eines Laserresonators in ein einmodiges Wellenleitersystem. Durch die anschließende Applikation der organischen Dünnschicht ist es möglich eine wellenleiterintegrierte organische Laserquelle herzustellen. Dies führt zu verbesserten optischen Eigenschaften und einer effizienteren Nutzung des Laserlichts in einem wellenführenden Bauteil.Experimentelle Untersuchungen werden durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit des wellenleiterintegrierten Systems zu charakterisieren und mögliche Einschränkungen zu identifizieren. Dabei werden Parameter wie Schichtdicke, optische Verluste und Modenkopplungseffizienz berücksichtigt. Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis ist die Entdeckung von zufällig verteilten Peaks im Laserspektrum des integriertenWellenleitersystems ohne resonanter Strukturen.Ein Zusammenhang zwischen diesem Phänomen und der Oberflächenrauheit der Wellenleitermaterialien wird identifiziert und untersucht. Darüber hinaus wird die Thematik der Degradation und das Ausbleichen der organischen Dünnschicht während des Betriebs analysiert und bewertet. Dies ist entscheidend für die Langzeitstabilität und Leistungsfähigkeit der integrierten Systeme und erfordert eine sorgfältige Optimierung der Materialien und Betriebsbedingungen.Die Ergebnisse zeigen, dass die Integration organischer Dünnschichtlaser in polymere Wellenleiter ein vielversprechender Ansatz ist, um kompakte optische Bauelemente mit feinem breiten Anwendungspotenzial zu realisieren.Diese Arbeit trägt somit zur Weiterentwicklung der integrierten organischen Photonik bei und bildet einen weiteren Meilensteinffür zukünftige Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet.

Inhaltsverzeichnis

• Danksagung
• Publikationsverzeichnis
• Kurzfassung
• Abstract
• Inhaltsverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• 1 Einleitung
• 2 Grundlagen organischer Optoelektronik
• 2.1 Photophysikalische Eigenschaften organischer Halbleiter
• 2.2 Organische Laser
• 2.3 Optische Bauteile
• 2.4 Random Lasing
• 3 Technologie und Messtechnik
• 3.1 Subtratauswahl und -vorbereitung
• 3.2 Rasterkraftmikroskopie
• 3.3 Messplatz zur Lasercharakterisierung
• 4 Polymere planare Wellenleiter
• 4.1 EpoCore und EpoClad
• 4.2 OrmoCore und OrmoClad
• 4.3 Herstellung planarer Wellenleiter
• 4.4 Prozessentwicklung hin zu einmodigenWellenleiterstrukturen
• 4.5 Diskussion
• 5 Photolumineszenz in polymeren mehrmodigenStegwellenleitern
• 5.1 Bauteilfertigung
• 5.2 Optische Charakterisierung der integriertenPhotolumineszenz-Quellen
• 5.3 Diskussion
• 6 Spiegellose Lasertätigkeit
• 6.1 Messung der spektralen Eigenschaften
• 6.2 Oberfläche des Wellenleiterkerns
• 6.3 Diskussion
• 7 Wellenleiterintegration des organischen Lasers
• 7.1 Herstellung der Resonatorstruktur
• 7.2 Schichtdickenvariation
• 7.3 Einmodiger Wellenleiterbetrieb
• 7.4 Charakterisierung der einmodigen wellenleiterintegriertenorganischen Laser
• 7.5 Degradationsuntersuchungen
• 7.6 Diskussion
• 8 Zusammenfassung
• Abkürzungsverzeichnis
• Literaturverzeichnis