Polyacrylate und Polylactone für Anwendungen in einmodigen, integriert optischen, passiven Wellenleitern

Abstract

Optische Wellenleiterkomponenten sind Schlüsselbausteine der optischen Datenübertragungstechnik. Die Herstellung dieser Komponenten auf Basis polymerer Werkstoffe eröffnet die theoretische Möglichkeit zur kostengünstigen Massenfertigung. Im Rahmen dieser Arbeit werden die wesentlichen Abhängigkeiten der optischen Dämpfung passiver integriert einmodiger Polymerwellenleiter sowohl von den strukturellen Eigenschaften der verwendeten Materialien als auch von den technologischen Rahmenbedingungen der Wellenleiterherstellung aufgeklärt. Die Wellenleiterherstellung beruht auf dem sogenannten SIGA-Verfahren. Hier wird die Rauheit der Wellenleiterstrukturen als Hauptfehlerquelle detektiert und der Einfluß auf die Wellenleiterdämpfung theoretisch quantifiziert. Die Eignung verschiedener Copolymersysteme, basierend sowohl auf halogenierten Acrylaten als auch auf halogenierten Polylactonen, für die Verwendung in optischen Wellenleitern wird untersucht. Ein Schwerpunkt dieser Untersuchungen ist u.a. die Visualisierung der chemischen Zusammensetzung der Copolymere im Wellenleiter mittels der Transmissionselektronenmikroskopie. Für die Dämpfung in dB der untersuchten Wellenleitermaterialien im Nahen Infrarot wird eine lineare Abhängigkeit von der C-H-Bindungskonzentration der verwendeten Polymere gefunden.

Optical waveguide components are key elements in the optical telecommunication technology. These components may be theoretically fabricated very cost effective using polymers. In this work the optical loss of polymer waveguides is examined as a function of the material structure and also in dependance on the waveguide fabrication technology. The polymer waveguides are fabricated using the so-called SIGA-technology. Surface roughness of the waveguides is determined as a main source for optical waveguide losses, which is theoretically calculated. Several copolymers consisting of halogenated acrylates and halogenated lactones are examined with respect to their applicability in optical waveguides. To determine the chemical composition in the waveguides transmission electron microscopy is used, for example. The optical loss in dB of the waveguide polymers in the near infrared region shows a linear dependance on the C-H-bond concentration in the polymers.