TY - GEN A1 - Steglich, Patrick A1 - Villringer, Claus A1 - Pulwer, Silvio A1 - Bauer, Joachim A1 - Heinrich, Friedhelm A1 - Casalboni, Mauro A1 - Schrader, Sigurd T1 - Advanced Nanophotonics: Silicon-Organic Hybrid Technology T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2016 N2 - Integrated photonic devices have gained increasing research interests. Especially silicon photonics have become very attractive for various optical applications. Using silicon-on-insulator as a material platform provides the ability to fabricate photonic devices with electronic devices on a single chip. Driven by substantial research investments, the integration of photonic devices on silicon-on-insulator substrates has reached a degree of maturity that already permits industrial adoption. However, silicon has the disadvantage of linear electro-optical effects, and, therefore, advanced modulation formats are difficult to realize when using silicon-based high-speed modulators. Hence, a new approach was proposed: the silicon-organic hybrid technology. This technology is a viable extension of the silicon-on-insulator material system for efficient high-speed modulation. We herewith present our theoretical and experimental investigations of the silicon-organic hybrid slot-waveguide ring resonator. The advanced device design is described in detail, which allows using both, the efficient silicon-on-insulator strip-waveguides and the silicon-organic hybrid slot-waveguides in single ring resonator. For the first time, we report the transmission spectra of such a resonator covered with an electro-optical polymer. N2 - Integrierte photonische Bauelemente werden in der Forschung immer bedeutender. Besonders die Siliziumphotonik ist für verschiedene optische Anwendungen sehr attraktiv. Die Verwendung von Silizium-auf-Isolator-Materialsystemen bietet die Möglichkeit, photonische Bauelemente mit elektronischen Geräten auf einem einzelnen Chip zu entwickeln. Durch erhebliche Forschungsinvestitionen hat die photonische Integration auf Silizium-auf-Isolator-Substraten einen Reifegrad, der bereits Industriemaßstäben genügt. Jedoch hat Silizium keinen linearen elektrooptischen Effekt und damit sind moderne Modulationsformate nur schwierig zu realisieren. Daher wird seit eingen Jahren ein neuer Ansatz, die Silizium-Organik Hybridtechnologie, verfolgt. Diese Technologie ist eine tragfähige Ausdehnung des Silizium-auf-Isolator-Materialsystems für eine effiziente Hochgeschwindigkeitsmodulation und optische Signalverarbeitung. In diesem Artikel präsentieren wir unsere theoretischen und experimentellen Untersuchungen zu einem Silizium-Organik Hybrid Ringresonator. Das Design und die Herstellung des neuartigen nanophotonischen Bauelements werden im Detail beschrieben. Der demonstrierte Ringresonator kombiniert die Vorteile zweier verschiedener Wellenleiterarten in einem einzelnen Ring, dem verlustarmen Kanal-Wellenleiter und dem Silizium-organischen Hybridschlitzwellenleiter. Wir demonstrieren erstmals ein Transmissionsspektrum eines solchen Ringresonators, der mit einem elektro-optischen Polymer beschichtet ist. Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5337 SN - 0949-8214 VL - 20 SP - 45 EP - 48 ER - TY - GEN A1 - Steglich, Patrick A1 - Villringer, Claus A1 - Pulwer, Silvio A1 - Dietzel, Birgit A1 - Ksianzou, Viachaslau A1 - Schrader, Sigurd T1 - Chip-integrierte photonische Bauelemente T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2017 N2 - In unserer hochtechnologisierten Gesellschaft spielt die optische Datenübertragung aufgrund der stetig wachsenden Informationsvielfalt eine immer bedeutendere Rolle. In den Anfängen der Nachrichtentechnik waren Datenraten von wenigen bit/s realisierbar. Heute werden mittels optischer Technologien Übertragungsraten von mehreren Gbit/s umgesetzt. Möglich wird dies durch neue Entwicklungen in der Chip-integrierten Photonik. Beispiele dafür sind Chip-integrierte elektrooptische Modulatoren und Schalter. In diesem Artikel werden neue Entwicklungen in der Chip-integrierten Photonik diskutiert und die experimentelle Charakterisierung der Bauelemente in Form eines Ringresonators beschrieben. Für die Experimente wird exemplarisch ein photonisches Bauelement genutzt, das aus einem hybriden Silizium-Polymer-Materialsystem besteht. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Materialkombination vielversprechend für zukünftige Chip-integrierte photonische Bauelemente mit extrem geringem Energiebedarf ist. N2 - The focus on high-tech in our society makes optical data transmission increasingly important due to the continually growing diversity of information. At the very beginning of integrated photonics, the data rates achieved were only a few bit/s. Today, transfer rates of several Gbit/s are possible due to novel chip-integrated devices such as electro-optical modulators and switches. This trend was made possible due to new developments in the field of Chip-integrated photonics. In this article, we discuss latest developments in the field of chip-integrated photonic devices and describe their experimental characterization. The experimental setup is developed and described in detail. The example used in our experiments is a hybrid silicon-polymer material system. Our results show that the hybrid material approach is a promising candidate for future on-chip integrated photonic devices with low power consumption. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9426 SN - 0949-8214 VL - 21 SP - 55 EP - 59 ER - TY - GEN A1 - Steglich, Patrick A1 - Ksianzou, Viachaslau A1 - Villringer, Claus A1 - Pulwer, Silvio A1 - Schrader, Sigurd T1 - Theorie der Modenlinienspektroskopie zur optischen Charakterisierung von Polymerschichten T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2018 N2 - Die Modenlinienspektroskopie kann zur hochpräzisen Charakterisierung von Polymerschichten bezüglich des Brechungsindex verwendet werden. Das vorliegende Manuskript behandelt die Theorie der Modenlinienspektroskopie und beginnt dabei mit den theoretischen Grundlagen eines planaren Wellenleiters, die zum Verständnis der Modenlinienspektroskopie notwendig sind. Die hier präsentierten expliziten Herleitungen können genutzt werden, um die Modenlinienspektroskopie so zu modifizieren, dass auch die Messung des Pockelseffektes möglich ist. Eine Anwendungsmöglichkeit soll in der zukünftigen Bestimmung des Pockelskoeffizienten bestehen, der für die Weiterentwicklung von polymerbasierten elektrooptischen Modulatoren benötigt wird. Zudem werden der Aufbau und die experimentelle Herangehensweisen beschrieben und die Brechungsindexbestimmung wird exemplarisch am Beispiel einer Wirt-Gast-Polymerschicht demonstriert. N2 - M-Line spectroscopy can be used for high precision measurements of polymer layers. The present manuscript deals with the theory of m-line spectroscopy and thus begins with the theoretical background of a planar waveguide structure, which is necessary for a deeper understanding of m-line spectroscopy. The explicit derivations presented here can be used to modify the m-line spectroscopy in such a way that the measurement of the Pockels effect is also possible. One application is to be obtained in the future configuration of the Pockels coefficients, which is needed to optimize electro-optical modulators. In addition, the set-up and the experimental approach are described. Finally, a host-guest polymer layer is experimentally characterized in terms of the refractive index. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-10248 SN - 0949-8214 VL - 22 SP - 31 EP - 38 ER - TY - JOUR A1 - Steglich, Patrick A1 - Mai, Christian A1 - Villringer, Claus A1 - Pulwer, Silvio A1 - Casalboni, Mauro A1 - Schrader, Sigurd A1 - Mai, Andreas T1 - Quadratic electro-optic effect in silicon-organic hybrid slot-waveguides JF - Optics Letters N2 - This Letter reports on the quadratic electro-optic effect of polymers, observed in a silicon slot-waveguide at low voltages. We demonstrate that in narrow slots, the electro-optic response with respect to refractive index change is strong enough for on-chip wavelength tuning and intensity modulation using voltages as low as 1 V. A silicon slot-waveguide embedded by a nonlinear optical polymer, consisting of the dye Disperse Red 1 in poly(methyl methacrylate), serves as the phase shifter in a racetrack ring resonator. As deduced from the experimental data, the third-order susceptibility of the utilized electro-optic polymer is about 2·10−19 m2/V2. The demonstrated low-voltage operation and inherently thermal stability show the potential for silicon-organic hybrid devices using the quadratic electro-optic effect. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-12148 SN - 1539-4794 VL - 43 IS - 15 ER -