Superkontinuumserzeugung in Siliziumwellenleitern

Silizium-Photonik als relativ junges Forschungsgebiet erweist sich immer mehr als zukunftwei-sende Schlüsseltechnologie, die weit über die integrierte elektro-optische Technologie hinausgeht und ein hohes Potential für rein optische Systeme aufweist. In diesem Arbeitspaket ist die Entwicklung, Erprobung und Anwendung schneller und genauer Pseudospektralmethoden zur Lösung der allgemeinen nichtlinearen Schrödingergleichung geplant, die die Pulspropagation in einem Siliziumwellenleiter beschreibt. Die numerische Integration soll sowohl über eine Split-Step Methode als auch mit Hilfe eines Runge-Kutta-Verfahrens Gleichung erfolgen. Das Propagationsmodell beinhaltet Dispersion, Kerr-Nichtlinearität, Zwei-Photonen-Absorption, Free-carrier-Absorption, Free-carrier-Dispersion und Cross-Absorption-Modulation. Zudem soll ein erweitertes Modell die direkte Beschreibung des elektrischen Feldes beinhalten und über die übliche Herangehensweise mit einer Einhüllenden hinausgehen. Mit Hilfe dieser Propagationsmodelle und Simulationstools sollen besondere Effekte, die aus der nichtlinearen Faseroptik bekannt sind, auf die Siliziumtechnologie übertragen und untersucht werden. Eine besondere Berücksichtigung liegt dabei im komplexen Zusammenspiel zur Erzeugung von weißem Laserlicht (Superkontinuum) oder ultrakurzen optischen Pulsen.